从海滩上古铜色皮肤的人们那里你可能看不出来,但太阳现在是一年中最微弱的时候。七月份,我们离这颗最近的恒星比一月份远了近 300 万英里。我们沐浴的能量减少了 7%。北半球受益于温和的夏季气温——我们可以使用 SPF 15 的防晒霜而不是 SPF 900——但南半球的冬天比平时更冷。这一切都是因为地球的轨道,就像我们太阳系中许多其他天体的路径一样,是椭圆形的而不是圆形的。
轨道的椭圆度(技术上称为偏心率)由 0 到 1 之间的数字描述。偏心率为 0 的天体将拥有一个完美的圆形轨道;偏心率为 1 的轨道将是一个被拉伸成基本上是直线状的椭圆。一个简单而又良好的系统。
最偏心的行星轨道属于冥王星和水星。在冥王星轨道的远日点(偏心率 0.25),该行星距离太阳约 50 个天文单位(地球-太阳距离)。然而,在其近日点,该行星比海王星更靠近太阳(30 天文单位),因此其冰会升华成稀薄但临时的大气层。水星 0.21 的偏心率与其缓慢的自转相结合,产生了其自身的奇特现象。在其轨道上最接近太阳的点,水星的速度受到强大引力拉扯的加速。该行星短暂地比其自转速度转得更快,所以太阳会停止并落到地平线以下,然后再次玩捉迷藏。水星上的报纸必须宣布两次日出的时间。
其他夜间表演者的本质是由它们的椭圆形轨道决定的。如果它们的轨道不是偏心的,彗星就不会有尾巴——甚至不会存在。如果一个远离太阳的圆形轨道,彗星的冰将永远不会升华,也不会形成彗发或彗尾。如果那个圆形轨道将彗星带到靠近太阳的地方,这些冰将在数十亿年前就已升华。我们就永远看不到它了。
我们的生活受到了非圆形蜿蜒轨迹的严重影响。因为小行星和流星体沿着不规则的轨道翻滚,它们会周期性地穿过我们的路径并撞击我们。但我们不应该抱怨:最后一次大撞击为哺乳动物,也就是我们,铺平了道路。如果圆形轨道是常态,我们可能就不会在这里了。
偏心者并不是夜晚唯一的居民。行星轨道最接近圆形(0.007)的是金星,它刚刚重新出现在傍晚的天空中,从西南方的暮光中显现出来。它的速度几乎没有波动——不像地球(0.17),地球的速度忽快忽慢,就像新手司机一样,这会扭曲太阳在我们天空中位置,并导致日出和日落的时间不断变化。
在圆形轨道俱乐部中领头的骑士是木星最亮的几颗卫星:木卫一、木卫二和木卫三,这几晚可以通过任何小型望远镜在东方午夜看到。它们的偏心率都在 0.000 附近。这种稳定的轨道速度使它们能够充当出色的时钟。两百五十年前,船上的导航员使用手持望远镜来观察容易看到的卫星排列。由于这些排列无论从世界何处观察都发生在同一时间,因此它们告诉导航员绝对时间。从那里,他可以确定船的经度(恒星在地平线以上的高度决定纬度)。
但对于大多数行星和卫星来说,这种精确的圆形轨道在数十亿年前就因为碰撞和引力扰动而消失了。太糟糕了。没有旋转木马。没有永远平稳的旅程。但这却造就了有趣的时光。














