太陽系僅僅是銀河系數(shù)千億顆恒星中的一個(gè)非常普通的成員,處在銀河系四條旋臂之一-獵戶壁上,距離銀心大約2.5萬光年。太陽依靠它強(qiáng)大的引力,吸引著系內(nèi)八大行星及衛(wèi)星等天體,其同圍繞著銀心公轉(zhuǎn)。在地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中,產(chǎn)生了以一年為周期的四季變化,那么有人不禁要問了,太陽系在圍繞銀河系公轉(zhuǎn)的過程中,是否也會(huì)形成這種周期性的變化呢?
首先,要明確一點(diǎn),地球在圍繞太陽的公轉(zhuǎn)過程中,由于公轉(zhuǎn)軌道是一種近似圓形的橢圓,偏心率為0.017,雖然這個(gè)偏心率非常低,但是表現(xiàn)出來的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的變化,從我們?nèi)祟惖慕嵌葋砜催€是比較可觀的,兩者相差了500萬公里,是地球直徑的400倍左右。不過,以地球和太陽的平均距離14960萬公里進(jìn)行衡量,近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的這點(diǎn)距離變化,僅占據(jù)日地平均距離的3.3%,對(duì)于地球溫度的影響不大。
那么,決定著地球四季變化的重要因素,則是地球的自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)平面有一定的夾角所致。這個(gè)夾角被稱為黃赤交角,其值為23度26秒。黃赤交角的存在,使得太陽光線照射到地球表面時(shí),其入射角會(huì)隨著地球處于公轉(zhuǎn)軌道的不同位置,而隨之出現(xiàn)周期性的變化。以北半球?yàn)槔?,?dāng)?shù)厍蛱幱谶h(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),太陽光線直射地球的北回歸線,北半球處于夏季。當(dāng)?shù)厍蛱幱诮拯c(diǎn)時(shí),太陽光線直射南回歸線,北半球處于冬季。所以,即使在近日點(diǎn),北半球距離太陽更近,溫度反而更低。
而太陽系在銀河系的運(yùn)行過程中,由于所在的獵戶臂基本上作為一個(gè)整體在統(tǒng)一運(yùn)行,而且太陽系周圍空間的星系密度比較“稀疏”,和附近的其它恒星、恒星系之間的距離,實(shí)質(zhì)上并沒有什么變化,太陽系可以說在圍繞銀心的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是“溫和”地公轉(zhuǎn)著。
決定著地球四季變化的決定性因素,就是接收到的恒星輻射,而恒星輻射數(shù)量的多少,更多地取決于與恒星的距離以及恒星光線的入射角度,因此,理論上太陽系在圍繞銀心公轉(zhuǎn)過程中,接收到的恒星輻射并沒有發(fā)生什么變化,而恒星光線(太陽光線)的入射角度呈現(xiàn)的周期性變化,也僅是地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的規(guī)律性所致,與太陽系繞銀心公轉(zhuǎn)沒有一點(diǎn)聯(lián)系。
從地球所經(jīng)歷的五次生物大滅絕來看,分別發(fā)生在距今4.4億年、3.65億年、2.5億年、1.85億年和6500萬年前,間隔時(shí)間分別為0.75億、1.15億、0.65億、1.2億年,時(shí)間間隔并沒有規(guī)律性,而且與太陽系公轉(zhuǎn)銀河系一周2.5億年,也沒有什么關(guān)聯(lián)性。所以,有人將地球上經(jīng)歷的數(shù)次生物大滅絕與太陽系公轉(zhuǎn)周期相聯(lián)系,實(shí)在是非常牽強(qiáng)。
也有人認(rèn)為太陽系在公轉(zhuǎn)過程中,會(huì)穿過具有不同密度的暗物質(zhì)空間,從而造成暗物質(zhì)對(duì)公轉(zhuǎn)軌道內(nèi)所有天體的巨大引力擾動(dòng),從而造成太陽系內(nèi)的行星特別是柯伊伯帶天體運(yùn)行軌道發(fā)生變化,致使來自太陽系邊緣的大量小行星、彗星向太陽系內(nèi)部移動(dòng),有一定幾率撞擊地球,對(duì)地球生物造成嚴(yán)重影響甚至大滅絕事件的發(fā)生。
從目前的情況來看,科學(xué)界對(duì)暗物質(zhì)的性質(zhì)以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律剛剛處于起步階段,還有諸多未解之謎,有待通過深入研究和理論技術(shù)的突破加以詮釋。不過,既然暗物質(zhì)是銀河系的一部分,那么勢(shì)必也會(huì)跟隨著銀河系的運(yùn)行規(guī)律在一起進(jìn)行運(yùn)行,決不可能獨(dú)立于系統(tǒng)之外,產(chǎn)生與銀河系整體有明顯相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象,所以太陽系周期性地進(jìn)入密度不同的暗物質(zhì)空間,這種說法只能是一種猜想。隨著科學(xué)家們對(duì)宇宙探索和研究的不斷深入,特別是對(duì)暗物質(zhì)、暗能量研究的突破,可能到那時(shí)會(huì)消除我們心中的疑問吧。
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