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當這兩行星之一在太陽東面時,我們在日落時看見它在西天;在太陽西面時,我們又在天明時見它在東天。因為這兩顆星絕不能遠離太陽,跑出我們上面提到的界限,所以在黃昏的東天,或是黎明的西天出現的行星絕不可能是這兩顆行星。

沒有兩行星的軌道恰在同一平面上。這就是說,如我們沿一條軌道水平望去,所有其他軌道都略略有些傾斜。天文學家為方便起見,以地球軌道平面(或黃道平面)作為水平標準。既然每一軌道都以太陽為中心點,便各有兩點在地球軌道水平面上——更準確些說,這就是其軌道與黃道平面相交的二點。這叫做“交點”(nodes)。

行星的軌道及其各種情形(2)

軌道於黃道平面的夾角被稱為“軌道交角”(inclination)。水星軌道交角最大,約有7度。金星軌道交角約3度又24分。外行星的都較小,約自天王星的46分到土星的2度30分。

行星的距離

把海王星除外,行星之間的距離很密切地吻合一條所謂“提丟斯-波德定律”(Bode's law)。定律的名稱就是首先指出這一點的天文學家的名字。定律的內容是:取0、3、6、12、24……等數,(從第2個數往後)後一個數是前一個數的2倍,然後再在各數上加4,於是我們就得到了行星的大致不差的距離了(除了海王星)。

水星 0 + 4 = 4 實際距離 4

金星 3 + 4 = 7 實際距離 7

地球 6 + 4 = 10 實際距離 10

火星 12 + 4= 16 實際距離 15

小行星 24 + 4 = 28 實際距離 20-40

木星 48 + 4 = 52 實際距離 52

土星 96 + 4 = 100 實際距離 95

天王星 192 + 4 = 196 實際距離 192

海王星 384 + 4= 388 實際距離 301

在實際距離一項上,我們看到天文學家並不用千米這樣的常用單位來表示天體間的距離,這有兩種理由。第一,千米太短了,用起它們來描述行星之間的距離,就好像用厘米來丈量兩城間的距離一樣。其次,天上的距離並不能用我們的必須準確的尺度來固定。如果我們用地球對太陽的距離作單位,就可以很準確地確定行星間的距離了。因此要得到天文學中的行星距太陽距離,只要把上表中最後一數除以10,或者說把小數點往前挪一位。

在這表中,我們沒有用不必要的小數來分散讀者的注意力。實際上水星距離是0.387,其他亦如此;我們只把它算做0.4又乘以10,以便與提丟斯-波德定則相比較。

開普勒定律

行星在軌道中的運動符合開普勒(Kepler)所發現的一種規律,因此該定律就叫“開普勒定律”(Kepler's laws)。這定律的第一條我們已經說過,就是行星軌道是橢圓形的,太陽在其一焦點上。

第二定律是行星離太陽愈近,執行愈快。用更數學化些的語言,較確切地說:凡在相等時間內行星與太陽的連線所掃過的面積相等——我們很容易能想明白,當行星與太陽距離較近的時候,為了在相同的時間內能讓連線掃過同樣的面積,行星就得運動得更快些。

第三定律說的是,行星距太陽平均距離的立方與其公轉週期的平方成正比。我們簡單地來說明一下這條定律,假定有一行星距太陽比另一行星遠4倍,於是它繞太陽一圈比另一顆行星要慢8倍。這數目的求法是,先求出4的立方64,再求其平方根,就得8。

既然天文學家用地日平均距離來作為太陽系尺度中的距離單位,那麼

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