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几十年后 被誉为 “天空立法者” 的开普勒横空出世 他在日心说的基础上总结出了行星运行的三大定律 第一条是椭圆轨道定律 就是所有行星绕太阳的轨道都是椭圆形 太阳处在椭圆的一个焦点上 第二是面积速度定律 就是说行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积是相等的 第三叫调和定律 就是行星轨道的半长轴也就是行星与太阳的平均距离 他的三次方跟公转周期的平方 成正比 开普勒三大定律的数据大多都是基于 他师傅第谷和开普勒本人肉眼的观测 所以当时的人对这三大定律将信将疑 直到伽利略发明了天文望远镜 他用更精准的观测数据对开普勒三大定律进行验证 结果完全正确 后来伽利略还做了著名的比萨斜塔实验 所以这个时候我们就同时有了 开普勒三大定律 和自由落体定律 后来一个苹果砸到牛顿的头上,牛顿就发现了万有引力 是这样吗? 当然没这么简单 牛顿先是基于自由落体定律 发现了惯性定律 然后进一步推导出了加速度定律 再加上作用与反作用定律,这就是著名的牛顿三大定律 基于牛顿三大定律,结合开普勒的三大定律 牛顿最终推导出了万有引力定律 在1687年 牛顿发表了他最重要的成果 《自然哲学的数学原理》 划时代的牛顿经典力学体系 从此诞生 所以 牛顿能成为最伟大的物理学家 他的灵感显然不是源于那颗苹果 而是之前一代代,无比执着,无比聪明的天文学者们 用肉眼仰望星空 记录下的一串串数字和推导出的数学方程 构建了一个全新的 完整的宇宙模型 叫做无限静态宇宙模型 牛顿认为 引力是支配宇宙运行的基本力 引力使得星球遵循着特定规律旋转着 同时引力又保证宇宙整体的永恒和稳定 基于这样的认知 牛顿构建了一个静止均匀无限的宇宙模型 静止 他认为宇宙作为一个整体是永恒的静态的 均匀 宇宙在小范围的局部 可以是不均匀 但是在更大的尺度上 宇宙一定是均匀分布的 无限 要使宇宙保持永恒的静止状态 宇宙在均匀的状态下还必须是无限大 因为只有均匀并且无限大,没有边界 宇宙的任意地点都可以被看作是宇宙的中心 在万有引力的作用下各向同性 就能保持静止 否则 如果是有限 就算是均匀的,宇宙也一定会因为引力而收缩 牛顿的无限静态宇宙模型几乎是无懈可击 在当时 几乎所有人都认为宇宙就是 无限的 均匀的 静止的 他提出了一个在今天看来杠精才会提出的问题 为什么我们地球上 会有白天和黑夜 我们都会认为 白天正对太阳 晚上背对太阳 所以白天的亮的,晚
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在太阳系内侧,有四颗行星挤在相对狭小的空间里。它们都由岩石和金属构成,直径都在一万公里上下,离太阳都不算太远。从构成上说,它们是亲戚。但如果你真的站上去看一眼,会发现这四颗星球活成了完全不同的样子。 一颗被太阳烤成焦土,一颗把自己闷成地狱,一颗蓝得耀眼,一颗红得荒凉。它们从同一片星云里诞生,却走向了四种截然不同的命运。 从最近的那颗开始。 水星,太阳系的迷你小不点。直径只有4880公里,比月球还小一圈。距离太阳5800万公里,是地球的三分之一。这个距离有多近?站在水星表面看太阳,太阳的视直径是地球上的三倍大,像一个巨大的火球霸占着天空。 但最诡异的不是它有多热,而是它的时间规则。水星自转一圈需要59个地球日,公转一圈只需要88个地球日。这意味着什么?意味着水星上的一天,比一年还长。如果你能站在水星表面,你会看到太阳在天空极其缓慢地移动,从一个日出到下一个日出,需要等176个地球日。 它几乎没有大气层。没有大气意味着没有热传导。向阳面温度冲到430摄氏度,铅和锡都会熔化。背阴面温度跌到零下170摄氏度,温差高达600度。这是太阳系最极端的表面环境之一。 还有一个谜:水星的密度高得不正常。它的金属含量达到70%,远远超过其他类地行星。主流解释是,它在太阳系早期被一个巨型天体撞过,撞掉了大部分地壳和地幔,只留下巨大的铁核。如果这个解释成立,那水星就是一颗被剥了皮的行星。 从水星往外走,下一站是金星。 金星经常被称为地球的孪生姐妹。不是客气的比喻,是真的像。直径只比地球小5%,质量是地球的81.5%,体积是地球的88%。从大小和成分上说,它们几乎就是复制粘贴。 但这对姐妹的性格完全不同。 金星是太阳系唯一一颗逆向自转的大行星。在它上面看太阳,太阳从西边升起,东边落下。自转一圈需要243个地球日,比公转一圈的225天还长。和月球一样,金星也是“日长于年”俱乐部成员。 真正让金星成为地狱的,是它的大气层。96.5%的二氧化碳,表面气压92个地球大气压,相当于站在地球海平面下900米深处。这个大气层产生了失控的温室效应,把金星表面温度锁定在462摄氏度,比离太阳更近的水星还热。高空还有厚达20公里的硫酸云层,下的雨是浓硫酸,只是落到半空就蒸发干净。 金星和地球从相似的起点出发,走了一条完全不同的路。它是太阳系最典型的警示牌:如果温室效应失控,结果就是这样。
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