一些玄幻小說中描繪過這樣一種場景:在太陽背面的地球軌道上還有一顆行星,由于那顆行星一直被太陽擋住,故地球人一直沒有發(fā)現(xiàn)它。有人還進(jìn)一步把那顆星稱為“反地球”,甚至進(jìn)一步暢想那顆“反地球”上有著高度發(fā)達(dá)的文明。
如果太陽背面的地球軌道上真的還有一顆星球,它的公轉(zhuǎn)周期的確是和地球的公轉(zhuǎn)周期一樣,這算是這個“反地球”之說的唯一理論依據(jù)了。然而那不可能是一顆行星,更不可能孕育出文明。
太陽和地球是兩個大質(zhì)量的天體,如果再加上一個天體,三者在萬有引力作用下的運動就是天體的三體問題。天體的三體問題沒有精確解,只有特定情況下有解,拉格朗日點就是一個小物體在兩個大物體萬有引力作用下能穩(wěn)定運行的五個點。其中的L4、L5是相對比較穩(wěn)定的點,日地連線上的L1、L2、L3是不穩(wěn)定的,當(dāng)一個小天體處在不穩(wěn)定的L1、L2、L3位置時,在微小擾動的作用下很容易偏離原來的軌道,從而奔向地球或太陽。
小物體可以穩(wěn)定存在于拉格朗日點上,在1906年得到了觀測證實,在木星繞日軌道的拉格朗日點L4和L5處均發(fā)現(xiàn)了小行星。現(xiàn)在更加清楚地認(rèn)識到那兩個位置附近存在一群小行星,這群小行星被命名為特洛伊群小行星。在火星、海王星等軌道的拉格朗日點附近也發(fā)現(xiàn)過小行星,這類小行星也沿用了特洛伊小行星的名字。
更讓人興奮的是在日地拉格朗日點位置附近也發(fā)現(xiàn)了地球的特洛伊小行星,2010年發(fā)現(xiàn)了2010TK7,由于受其他星球的引力作用,2010TK7可在L5處振蕩到L4處,中間會經(jīng)過不穩(wěn)定的L3附近。2020年發(fā)現(xiàn)了2020XL5,這是一顆比2010TK7大兩三倍的小行星,直徑大約是1千米。
兩顆地球軌道上的特洛伊小行星并非一直在地球軌道上,根據(jù)天文觀測科學(xué)家們估計幾千年、一萬年后,兩顆小行星可能會逃離出地球軌道。拉格朗日點畢竟是理想模型下的計算結(jié)果,地球到太陽的距離會不斷變化,拉格朗日點的位置也會變化;小行星除了受到來自地球和太陽的引力,還會受到來自金星、火星、木星等星球的引力,這些因素同樣會影響小行星的軌道。
比較穩(wěn)定的L4和L5處尚且如此,不穩(wěn)定的L3處就可想而知了。日地拉格朗日點L3處的宇宙塵埃或許稍微多一些,運氣好的話也許能夠在那附近發(fā)現(xiàn)一兩塊小的巖石。但想在那里發(fā)現(xiàn)個頭大一些的小行星,除非有小行星路過那里。至于傳說中的“反地球”,只能到新版的神話故事里尋找了。
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