“春有百花秋有月，夏有涼風冬有雪。”春來秋往，寒暑交替，歲月枯榮，年年重複，這一切一切的變化都是地球圍繞着太陽公轉形成的。你有沒有想過這個問題呢？假如某一天，地球突然說：“我累了，不想圍着太陽轉了！”會發生什麼呢？假如地球不圍繞着太陽轉了，那不就沒有一年四季的更替變化了嗎？事情可沒有我們想象的這麼簡單啊！

　　春夏秋冬一年四季

　　我們來聊一聊，假如地球不圍繞太陽公轉了會發生什麼？

　　地球和太陽系中的其它天體一樣，由于受到太陽的引力作用而圍繞着太陽公轉。由于地球的赤道面和地球圍繞太陽公轉的黃道面存在着一個23°26′的夾角，所以地球在圍繞太陽公轉的過程中，太陽的直射點會在南北回歸線之間來回移動。這樣就造成了地球上某地中午太陽高度的變化和晝夜長短的變化，以及由此帶來的氣溫上的變化，從而形成了四季更替。

　　地球和太陽

　　地球是太陽系内由内而外的第三顆行星。地球到太陽的平均距離為1.496億公裡。地球圍繞太陽公轉一圈需要365天，也就是一年。地球的繞日軌道接近于圓形，由此我們可以計算出，地球繞日軌道的總長度約為9.4億公裡。地球公轉的平均速度為29.8公裡/秒，即10.73萬公裡/小時，也就是說地球在自己的軌道上一小時就移動了自身直徑的8.4倍的距離。想不到地球會以如此高的速度圍繞着太陽轉動啊！

　　假如地球停止公轉會發生什麼呢？地球會面臨兩個災難。一個一個地來講。

　　首先，地球可能會被自身所儲存的巨大能量給摧毀。前面我們提到過，地球在以每秒鐘29.7公裡的速度圍繞太陽公轉。像地球這樣如此巨大的行星又以如此之高的速度運行，它蘊藏的動能是十分巨大的。一旦它停止運動，這股巨大的能量就不得不尋找其它的方式釋放出去。最終這些能量轉化成了熱能。

　　地球停止自轉的後果

　　那地球會不會被自身釋放出的能量給摧毀呢？我們可以計算一下地球圍繞太陽公轉的動能：Ek=mv²/2。

　　我們将地球的質量和公轉速度代入公式得到的結果為2.63×10^33焦耳。這相當于12500萬億個人類有史以來最強核武器沙皇氫彈同時爆炸釋放出的能量。這股能量大約是地球引力結合能量的12倍。因此，地球一旦停止公轉所釋放出的能量足以摧毀地球，将地球熔化成一團熾熱的雲霧。

　　地球墜向太陽

　　其次，地球會掉到太陽上。即使地球幸運地逃過了第一個災難，也會遭受到另一個更大的災難。我們知道，地球在太陽的引力作用下圍繞着太陽轉動。太陽的引力不斷把地球拉向太陽。地球不想掉到太陽上面，就必須通過高速運動産生的離心力和太陽的引力相對抗。假使地球停止了公轉，它一定會被太陽強大的引力拉過去，并最終掉到太陽上。

　　大家覺得地球停止公轉所帶來的兩種後果，哪種更嚴重呢？

　　那麼問題來了，地球在停止公轉後多久就會掉到太陽上面呢？這個也可以通過計算得到答案。一起來了解一下。

　　這裡用到了開普勒第三定律。開普勒第三定律告訴我們，行星運行軌道的半長徑的立方和它們繞日公轉周期的平方之比是一個常量。

　　彗星

　　在得出結果之前，我們先來聊一聊彗星。這會讓我們這個問題能夠有更形象的了解。彗星雖然不常見，但是給我們的印象很深刻。它們出現在我們的視線中時總是拖着一條長長的“尾巴”。

　　彗星的軌道和行星有很大的不同。它們的軌道是極扁的橢圓。彗星的遠日點可能有幾十億公裡，但近日點卻非常的靠近太陽。有的彗星的近日點甚至落在了太陽的内部。這意味着，這顆彗星在靠近太陽時就會撞上太陽。在2003年和2011年，天文學家就觀測到彗星撞擊太陽的天文事件。因此，我們可以這樣理解彗星的運動：彗星靠近太陽的過程就是彗星向太陽墜落的過程。

　　地球停止公轉墜向太陽軌道示意圖

　　這樣的話，我們可以把墜向太陽的地球看成是一顆沿着極扁橢圓形軌道運行的彗星。這條軌道的一個端點就在地球軌道上，而另一個端點就在太陽的中心。因此，這顆“彗星”的半長徑就是地球公轉軌道的1/2。我們假設地球的軌道半長徑為1，那麼這顆“彗星”的半長徑就是0.5。根據開普勒第三定律，我們可以得到下面這個比例式：

　　（地球公轉周期）²∶（彗星繞日周期）²=（地球軌道半長徑）³：（彗星軌道半長徑）³

　　地球公轉周期是365天，地球軌道半長徑為1，彗星軌道半長徑為0.5，由于我們想知道地球掉到太陽上面所需要的時間。也就是這顆“彗星”從軌道的一端到另一端時所需要的時間。因此，上述比例式得出的“彗星繞日周期”再除以2就是答案了，結果是64天。

　　地球墜向太陽

　　這個結果是不是讓你感到很震驚呢？地球停止了公轉，它會在兩個多月後掉到太陽上面，然後灰飛煙滅了。

　　在這個計算過程中我們發現了一個有趣的問題。這個由開普勒第三定律得出的比例式，最終會簡化為365÷√32，也就是365÷5.67。365正好是地球公轉周期的數字。其實，我們想知道一顆行星或者衛星在停止公轉後，需要多久墜落到它們的中心天體上，隻需要把這個天體的公轉周期除以5.67就可以了。真的是這樣嗎？我們舉個例子吧！

　　水星和太陽

　　例如，水星圍繞太陽的公轉周期是88天。如果水星停止公轉，它會在（88÷5.67）天内墜落到太陽上面，也就是15.5天。木星的公轉周期是11.86年，或者是4329天，因此它要是停止公轉了，則會在763天後墜落到太陽上面。

　　假如地球停止公轉後，地球要多久才能掉落到太陽上面，這種計算方法是不是很有趣呢？感興趣的朋友可以計算一下，已知月球的公轉周期是27.32天，假如月球停止公轉了，它會多久掉到地球上呢？在評論區分享一下你的計算結果吧！

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