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不依靠中心物體的引力作用,而沿閉合曲線運動的天體就不存在嗎?

如果物體不受力的作用,它將靜止或者勻速直線運動。對於天體運動系統是四大基本作用力里的引力應用範圍。如果天體不受引力作用,它只能是靜止或者勻速直線運動,但是考慮著宇宙加速膨脹的事實暗能量的存在,所以天體的運動並不是理想情況。

換句話說如果天體做閉合曲線運動,那一定是有一種力或多個力的合力給它提供向心力。

自然天體運動中這種向心力是由天體間引力提供,如果咬文嚼字的說「不依靠中心物體的引力作用」,那麼質心不算做物體(因為它不是實際存在),所以說雙星運動就滿足你的問題,如下圖雙星運動的模擬圖:

B天體圍繞著質心O運動,雖然也是受到引力作用,但是不是中心的物體,這滿足你的要求嗎?其實我們最熟悉的日地天體運動系統中,太陽也是旋轉的,只是質心在太陽內部,但並不是幾何上的中心。按道理來講太陽的幾何中心也在做閉合曲線運動,也是不受中心物體的引力作用。

但是實際上還是受到引力作用,向我們日常生活中的圓錐擺運動,它的中心也是沒有物體的,它的向心力是由繩的拉力和重力的合力提供。但是自然中可能出現這種情況嗎?即使在未來的某一天發現了未知的第五作用力,它也會有引力的參與作用。

那麼克爾黑洞算不算?

它中心什麼也沒有,只有一個奇環,而奇環的中心什麼也沒有,所以是不是可以認為奇環就繞著一個不存在物質的中心轉?不存在物質自然就沒有引力作用了。

克爾黑洞是紐西蘭數學家兼物理學家羅伊克爾得到的一個黑洞解。在高速自轉的黑洞內,由於極大的自轉角動量加上極小的體積,導致在接近黑洞奇點處以近光速自轉,而近光速的自轉產生強大的慣性離心力導致奇點不能保持點狀,而被甩成一個環狀,而這個環以接近光速繞著圓心轉,這個圓心裏面什麼東西都沒有,沒有東西自然就沒有引力了。

上圖就是一個克爾黑洞,底部是一個環而不是一個點。

不過這個答案你一定不滿意,因為中心雖然啥都沒有,但是它其實是奇環的質心,所以,結果還是受引力作用。

其實同樣的道理跟多星繞著系統一樣,它們可能沒有一個繞轉的中心天體,但是它們必然有一個共同的質心,即使這個中心的位置一直誰時間變化,但是任意一個時間點,它都必定有一個確定的質心,既然有質心,就必然有引力作用。所以如果是很嚴格意義來說,題目這種情況是不存在的。如果不那麼嚴格,其實質量相當的雙星系統都是,因為質量相當的雙星系統的共同質心都不在兩個星裡面,而在一個空空如也的區域里。

所以說不依靠中心物體的引力作用,而沿閉合曲線運動的天體不存在。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)

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