如何算出一颗彗星的归宿?《张朝阳的物理课》解析双曲线轨道

西西新闻 @ 2025-11-28 14:36

近日,一颗名为3I/ATLAS的彗星引发了天文爱好者和科学界的广泛关注。11月22日,《张朝阳的物理课》在搜狐视频“关注流”开播,搜狐创始人、董事局主席兼CEO、物理学博士张朝阳从第一性原理出发,对这位“星际来客”独特的双曲线轨道进行推导解读,充分展示了如何用最基本的物理知识计算宇宙万物。
 
“其实彗星来太阳系已经很久了,7月1日就发现了。”课程一开始,张朝阳先提到。

关于彗星的标志性长尾,张朝阳解释道:“它的构成基本上只有干冰、二氧化碳、氢化物,还有一氧化碳。”当它接近太阳时,太阳的热量使其物质大量蒸发,“单位每秒钟产生的分子数都测出来了,蒸发的分子数显著增加,导致它拖的长尾更长,大概有18万公里长的尾巴”。

本次课程聚焦分析3I/ATLAS彗星的轨道。张朝阳表示,这颗彗星并非太阳系的常驻成员,而是一位来自星际空间的“过客”。他在直播课上求解了牛顿引力势中星球轨迹的方程,结果表明轨迹可被分成三类,分别是椭圆、抛物线与双曲线。而3I/ATLAS的轨迹正属于双曲线这一类,它在太阳引力的作用下拐一个大弯,最终会远离太阳系并不再返回。
 
根据推导求解的轨迹方程,张朝阳代入部分已知数据,得出3I/ATLAS的轨迹偏心率约等于6.12,与实际测量值6.1394相当接近。这一过程既印证了牛顿引力与轨迹方程的适用性,也证明了3I/ATLAS确实处于“无自主动力”的飞行状态,而并非部分网友所担心的宇宙飞船。

这颗彗星已于10月29日到达近日点,目前正在飞离太阳系。未来在12月19日,它与地球的距离将达到最小值。张朝阳通过计算得出,这一天彗星将距离太阳约2.22天文单位,将该位置连线至太阳再到近日点,由此形成的折线夹角将达到56.92°。他进一步指出,一旦此夹角增大至一百多度,3I/ATLAS便将永远离开太阳系。

谈及这颗彗星的离去,张朝阳感慨“没有不散的筵席”,3I/ATLAS已经在太阳系度过了大半年的时间。这也令他思考生命的意义,“我们每个人在宇宙间也是有限的时间,所以别那么忧伤,活好当下”。

12月19日,当它最接近地球之际,通过天文望远镜便能一睹这位“宇宙游子”的最后风采。若想了解更多关于彗星的知识,锁定搜狐视频“关注流”@李老师水煮宇宙等播主,他们将持续带来丰富科普解读,解锁更多宇宙的奥秘。

 

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编辑/席静
审核/柏冬雪
终审/张琛熙