为什么行星轨道都是椭圆形而不是正圆形？

（图解：四种不同形状的轨道。 图源：谷歌）

由于天体自身质量太小或是能量太低，太阳的引力就会使其倾斜到一个陡峭的角度，这时就会出现螺旋形的轨道。其实天体围绕着太阳做螺旋式运动很难被称作一个轨迹，但随着时间推移，这个天体会不断朝着太阳坠落，直到它撞击到太阳表面。

（图解：有的天体沿着螺旋形轨道随太阳移动。 图源：百度）

当一个天体拥有极快的速度或是距离太阳较远时，那么这时就可能出现双曲线形的轨道。天体的运动轨迹会朝着太阳弯曲，并会向着太阳靠拢。但它的速度与距离最终会使其路径越过太阳，同时也不会让它进入重复的轨道。双曲线轨道与圆形轨道和椭圆形轨道不同的是，在天体形成一个类似“U”形的轨道后，它会带着天体继续飞往宇宙深处，一去不复返。

（图解：天体的双曲线形轨道。 图源：谷歌）

正圆形轨道就是很多小朋友所认为的太阳系中各行星轨道的形状。但事实上，除了一些距离太阳较近的行星的轨道是接近圆形的（地球的轨道就接近一个正圆），一个正圆形的轨道是很难形成的。其形成条件极其严苛：天体释放到太阳系的能量所形成的轨道的离心率必须要为0。因此形成正圆形的轨道从理论上来讲是可能的，但在宇宙中十分罕见。

而椭圆形的轨道便是太阳系中各个行星轨道在现实中所存在的样子。而椭圆形的轨道也比正圆形轨道常见得多。当一个天体质量太小或是速度太慢时，它就无法摆脱太阳的引力，这时它就会进入一个重复的椭圆形轨道。而在天体进入太阳系的过程中，天体自身携带的能量及其轨迹会对轨道产生很大影响。此外，这种轨道也会受到其他做轨道运动的天体的引力的影响。以上提到的因素，再加上很多其他因素，都是天体形成正圆轨道的“绊脚石”。

（图解：天体的椭圆形轨道。 图源：百度）

物理学家普遍赞成椭圆形轨道的说法

试想：一个天体以高速与太阳擦身而过，这时的天体只有一个在大爆炸，即是它出生时所获得的速度。而当在它接近太阳时，一种新的力——太阳的引力，作用于这个天体，迫使这个天体围绕着太阳运动。但当这个天体朝着太阳坠落时，除了受到太阳引力的影响，还会受到另外一种因素的影响，那就是由于太阳引力而产生的加速度。天体本身的速度加上这个加速度则会保证这个天体不被吸入太阳。这样一来，天体就以一个椭圆形的轨道围绕着太阳运行。

简言之，一个行星的路径和速度会持续受到来自太阳的引力的影响，但无论如何这颗行星都会被太阳的引力拉回到它身边，而这个过程会在这颗行星经历过太阳的抛物运动后开始。当这种抛物线状的轨迹生成后，椭圆形的轨道也就形成了。

（图解：开普勒第一定律，即每一行星沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点上。 图源：百度）

惯性和引力必须以一种特定的方式结合起来，才能够形成轨道。由于还有许多其他因素都会影响天体的速度和轨迹（比如其他天体的质量或引力），因此形成一个正圆形的轨道几乎是不大可能的。

不过，如果你打算成为一位天体物理学家，你也可以将找到更多的正圆形轨道作为你的职业目标~

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Ent- sciabc

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