题目

地球相对太阳的椭圆轨道原因,

提问时间：2020-10-02

答案

呵呵,这个问题曾让牛顿晚节不保!牛顿发现了万有引力定律之后,将研究方向定在了行星的轨道的原因上,限于当时的科技水平（就是物理和数学）,牛顿研究了几十年毫无所得,最后将这个原因归结为上帝的第一推动.
现代天文学已经解决了这个问题,我们知道,所有的恒星和其周围的行星,都是由原始星云受到扰动后引力收缩形成的.那么在原始星云收缩的过程中,并不是所有的物质都沿直线向引力中心下落的,而是大部分物质的运动方向都与引力中心有一个夹角,按我们知道的力学原理,这个引力中心对“下落”的物质的作用力可以沿两个方向（指向引力中心的方向和垂直于引力中心的方向）分解成两个分力,这两个分力分别产生切向加速度和法向加速度.正是原始行星胚胎从一开始就具有了这两个加速度,从而导致行星的运行轨道不是正圆,成为椭圆.
再解释一下椭圆轨道的具体原理：当行星受到的引力恰好与速度方向垂直时,则只产生法向加速度（向心加速度）,行星运动的线速度的大小不变,则会产生正圆轨道.如果行星受到的引力不与速度方向垂直,而是成一个角度（锐角或钝角）,则引力会产生两个加速度：法向加速度（向心加速度）只改变速度的方向,不改变速度的大小,而切向加速度则改变速度的大小,使行星不能按正圆轨道前进,则形成了椭圆轨道.