為什麼地球會一直圍著太陽轉？

01-29

四十六億年里地球一直圍著太陽轉，為啥不會飛走或者被吸進去？是因為太陽的引力正好夠這樣吸引著地球保持同一個位置嗎？
還有地球運動了四十六億年，哪來的這麼多動力維持這麼久的運動？

謝邀。

地球也不想啊，而且地球繞太陽轉，並非地球公轉的全部。

地球的運動隨著時間推移，在三維空間（想像你的上下、前後、左右）形成一條軌跡。我們只研究這條軌跡的話，從軌跡形狀得不到任何有意義的東西，比如速度，比如運動方向。所以，我們研究軌跡上的某一點隨著時間推移，它在軌跡上如何移動，它能告訴我們速度等信息。為了追蹤軌跡上的某一點如何移動，我們需要把它放在三維空間以及時間所組成的時空中。物體在三維空間中運動，在時空里形成不能自相交的曲線（如果物體不受除引力外的所有力，則曲線是被稱為最短的直線（短程線））。沿著時間看此曲線，便是三維空間中的軌跡。通俗的說，此曲線和軌跡的關係，就是你和你的影子的關係。

時空，三維空間+一維時間組成的四維超空間，有一個神奇的特點，它就像橡皮泥一樣，受力形變。對時空來說，這個施力者就是物體（準確的說是物體的能動張量），而且是任意物體。

地球本來可以愉快的運動，然而太陽系的星球們導致太陽系範圍內的任意物體的時空都形變了，太陽對此事件的貢獻最大，地球的時空主要是太陽給形變的。地球在自己形變了的時空里的曲線是一條轉動上升的曲線，它對應的軌跡，就是我們觀察到的地球繞太陽的圓周（其實，並不是圓周，因為地球的近日點、遠日點隨著時間移動）。地球只是在時空里獨立的運動而已，可是，我們的眼睛、儀器、電腦看不到四維時空里的運動，只能看到它在三維空間里的影子。

」還有地球運動了四十六億年，哪來的這麼多動力維持這麼久的運動？「

天吶，伽利略牛頓的棺材壓不住了!就算是亞里士多德也會說：「圓周運動是最完美的運動，你有什麼不滿嗎？」

我們來仔細分析一下題主的世界觀：

1.四十六億年里地球一直圍著太陽轉，為啥不會飛走或者被吸進去？

後面半句是對的，因為地球的確最終是會被太陽吸進去的，而在太陽變為白矮星後，引力減小，加上紅巨星坍縮的衝擊波，的確有些外圍行星會被彈走。

但這還得等個45億年左右。

但題主的問題在於這個時間為什麼是90億年而不是46億年。

而且題主沒有把地球被太陽吸進去歸因於太陽壽命的終結，而是認為即使太陽維持穩定，地球也是有可能被太陽吸進去的。

結合後面的解釋：

2.是因為太陽的引力正好夠這樣吸引著地球保持同一個位置嗎？

也就是說在題主的眼中太陽的引力是不穩定的。

當然這個」同一個位置「也不是正確的，一直在轉怎麼能說是同一個位置呢，就是理解成同一個距離也不對，因為是橢圓軌道，還有廣義相對論和其他星球引力造成的進動。

正確的說法是」太陽與地球的相互作用引力使地球與太陽之間的距離相對穩定「

3.還有地球運動了四十六億年，哪來的這麼多動力維持這麼久的運動？

這句話有兩個問題，一個我提過了，運動不需要力來維持，力只能改變運動的狀態。

當然為了簡便起見，不採用廣相的說法，引力不是力，不受力的物體延扭曲時空的測地線而不是直線運動。還是把引力當力看。

還有一個問題，題主認為力是需要消耗能量才能維持的。這也不對，力的產生原因是物體具有某種荷，比如有電荷就有電磁力，有色荷就有強力，有弱同位旋就有弱力。而引力的荷比較特別，是能量（不是質量，不是質量，不是質量！當然質量是能量的大頭。），就是說只要具有能量的東西（當然質量也就是靜能量也是能量）就會產生引力，與它消沒消耗能量無關。

我們知道能量是守恆的，所謂消耗能量其實是指我們能夠利用的能量，受熱力學第二定律的影響變小了。

當然太陽不斷消耗能量發光，能量變小，引力也變小。可惜聚變釋放的能量和本身質量相比還是小頭，所以這種能量消耗對太陽微不足道，即使變白矮星，大部分損失還是紅巨星坍縮轟出去的物質的質量。

最後，我認為題主天真的原因就是機械化思維，把一切都當做了機械，產生了如下思路：

1.動力是不穩定的，可以波動，所有稍不注意，太陽對地球引力波動大，地球就維持不了軌道；

2.要維持運動，必須提供持續動力，不然一定有阻力讓運動停止；

3.要提供動力必須消耗能量。

首先，地球上的機械動力也很穩定了，不會有太大波動，可以去參觀工廠，比如發電廠，大多數時候發電煤耗率，發電量都非常穩定，有波動一定是鍋爐故障需要檢修了。

其次阻力也是力，當然要有其施力物體，在太空中物質稀少，阻力不能說沒有，比如輻射引力波，但與地球上的阻力差遠了，對比下飛機的阻力、汽車的阻力、船的阻力，不是一個量級的吧。所以飛機減速、汽車減速、船減速、地球被太陽吞沒自然不能認為有同樣的時間。

最後，需要認真理解熱力學第二定律，消耗能量實際上是通過犧牲能源的有序度提高了受力系統內部的有序程度，其中涉及了大量物質構成的系統，而地球、太陽這樣的簡單二體系統還輪不到熱力學出手。

2017.11.16編輯回答:

我回答這個問題時候萬萬沒想到會招來民科。評論區大家看了笑笑就好了……大家還是要努力提高自己的姿勢水平，不然一不小心成了諧星也不好。

還有，如果題主問的是引力的來源，那就得牽扯到廣義相對論了。可惜本人沒有系統學過廣相，不敢妄加評論。這方面樓上有一個答主說的比我好。

以下是原答案：

總結一下題主的問題：

為什麼地球一直圍繞著太陽，而不會被吸進去或者飛走
為什麼地球能夠圍繞太陽公轉46億年之久？

首先回答第一個問題。

地球在太空中運動，太空中的物質密度是極低的，接近真空。因此我們可以假設地球運動時不受阻力（這個假設將在第二個問題下論述）。在太陽-地球系統沒有耗散力（把能量轉化為熱能散發到真空中的力，例如摩擦力）參與的情況下，地球的運動將遵循角動量守恆。假如地球的運動軌道是一個以太陽為圓心正圓，根據牛頓第二定律，由於引力永遠垂直於運動方向而不對其做功，那它將永遠作勻速圓周運動，保持與太陽的距離不變。

現實中，地球的軌道並不是一個正圓，而是一個偏心率非常小的橢圓。但是只要系統中無耗散力作用，那麼我們總是能夠使用角動量守恆定律及能量守恆定律。

由這兩個定律加上牛頓運動定律，可以推演出開普勒行星運動三大定律，即：

橢圓定律：行星繞恆星旋轉的軌道為橢圓，恆星在橢圓的其中一個焦點上

面積定律：單位時間內行星與恆星的連線划過的面積不變。

調和定律：行星繞太陽的周期平方與其軌道半長軸的立方成正比。

具體的推導百度就有。不贅述

雖然行星的運動軌道為橢圓軌道，但本質上是重力勢能與動能的轉換。沒有耗散力保障了系統的總能量不變。同時，雖然地球和太陽之間的距離在一個運動周期內會改變，但是由於萬有引力做功，地球的速度也在改變，保證地球所需的向心力和太陽對地球的引力一直都是「平衡」的。

例如，地球從近日點運動到遠日點，太陽對地球的引力減弱，然而於此同時，萬有引力做負功，地球運動速度減緩，所需的向心力減小。從而一直保持平衡。

綜上，在沒有耗散力參與的情況下，地球能夠保持在橢圓軌道上運動，萬有引力與向心力保持平衡，不會被吸進去或者飛走。

然後是第二個問題。

如前述，地球-太陽系統在無耗散情況下是穩定的。太空中存在塵埃、隕石等等，這些物質和地球的摩擦和撞擊會帶走地球的動能。

"It averages 1 atom per cubic centimeter. but density great as 1000 atoms and as small as 0.1 atoms per cubic centimeter has been found.
Chaisson, Eric Steve McMillan, Astronomy today. New York: Prentice Hall, 1993:418.
The Physics Factbook: Density of Outer Space

太空的平均物質密度為每立方厘米1個氫原子。作為對比，一個大氣壓下的氫氣為每立方厘米 $2.69*10^{19}$ 個

我們可以粗略計算一下每年地球因為碰到氫原子而損失的能量：

微波背景輻射溫度為3K. 每個氫原子的動能為 $frac{3}{2}kT$ .假設完全非彈性碰撞，可以將氫原子的動能近似為地球每次碰撞損失的動能。地球半徑為 $6.37*10^8cm$ . 距離太陽 $1.5*10^{16}cm$ .每年划過的體積約 $1.2*10^{35} cm^3$ , 每年損失動能 $7.46*10^{12} J$ 。過去45億年損失的動能為 $3.36*10^{22}J$

地球本身的總動能約為 $frac{1}{2}mv^2=2.69*10^{33}J$

也就是說45億年來由於太空物質摩擦導致的動能損失大約佔地球總動能的 0.00000000125%.

這點能量損失對於地球本身的動能來說是微不足道的。

因為孫悟空一個筋斗十萬八千里也跳不出如來的手掌心。

你看，浙江高考改革弊端出來了吧！

哪有那麼多動力維持這麼久的運動！

哈哈哈哈

力是改變運動狀態的原因，而不是維持運動狀態的原因。

地球和太陽的距離比你想像的要遠得多，光要走8分鐘呢。

地球軌道也不是一直不變的，你可以去度娘百科上查到，地球以每100年遠離太陽15米的速度離開太陽。那麼100億年後（假設這100億年地球和太陽保持現狀），地球與現在的軌道差了多遠呢？15億米，150萬公里，這個距離以光的速度，要走5秒鐘，可以和上面的8分鐘對比一下。當然這只是舉個例子，不用到100億年太陽就會成為紅巨星吞掉地球了。

至於地球為什麼能運動46億年，其實地球這樣的運動並不消耗任何動力。可能和你的認知不同，地球上的物體不能長時間無動力運動是因為地球上有空氣阻力和摩擦阻力，而地球在太空中運動並沒有阻力所以可以一直運動下去。

如果你是個天真可愛的妹子興許我會很認真給你講解一番

一句話: 運動不需要力來維持

感覺排名前幾的答主們雖然很認真很嚴謹，但是未免有點小題大做了……

題主可能只是高中物理這部分上課的時候沒認真聽或者還沒聽過罷了。

能圍繞太陽轉的線速度(就是飛行速度)有一個界限，上限就是第三宇宙速度，下限就是一個物體貼著但不接觸太陽旋轉的速度，所有可以圍繞太陽旋轉的物體都在這個界限之內，由內而外速度依次增大，所以一個行星處在哪個位置是只和他的速度有關的。至於你說的46億年地球沒有被吸到太陽上面，是因為宇宙是真空，地球運行幾乎不會有任何阻力，速度也就不會降下來。就算有一些其他的外在因素影響速度的變化，不過也就是地球圍繞太陽運行的半徑小一點兒或者大一點兒。也許將來有一天地球的速度降得無法再圍繞太陽旋轉，但這絕不僅僅是短短46億年可以完成的事。

以高中的知識來回答高中的問題。。

這類問題就不能百度嗎？？！！！

分清先後就行了。

被吸進去的多了去了，不正好保持的進去的逃走的都好多呢。

而地球就是正好的那個，然後剛好可以孕育生命，然後人類就出來了，然後你有了那個問題。

夏蟲認為世界就是溫暖的因為它沒有足夠的生命來體驗冬季地球在現有軌道圍繞太陽轉動只是宇宙的瞬間只不過我們生命太短暫 46億年對於太陽系的生命長度就相當於你跳起來擺脫地球引力的瞬間之於你生命的全部

我也不想回答這無聊的問題，但是知乎這種無聊問題太多了。高中好好學習不行嗎，如果你是大學生或者已經畢業了，好意思問這個問題嗎

這種高中生都能模糊回答的問題為啥要問……等你上了高一就懂了，跟著義務教育學習不就行了嗎……問題已舉報

因為倖存者偏差

謝邀。這主要的原理是圓周運動原理，即向心力角速度等，還有次要的角動量守恆和真空等等因素，個人感覺題主是沒有理解初速度對於圓周運動的意義，建議了解一下。

這是由於太陽系誕生時由於角動量守恆從而使行星以右手系的形式繞太陽旋轉，由於旋轉產生的向心力會一直與太陽保持距離

太陽是8大行星的晚輩，就像家裡的小公舉一樣