首发于 三体引力波
为什么火星如此小?这是个问题……

为什么火星如此小?这是个问题……

为什么我会提出这个问题呢?

作为人类最想登陆的红色星球,我们当然要关注它了,包括它的个头儿了。下面,我们先看看火星的大小,再看看邻居的大小,就知道我为什么要提这种问题了。


火星体积1.631 8×10^11 立方千米,只有地球的15%,火星质量6.418 5×10^23 千克,只有地球的10%。火星表面积只相当于地球上的陆地面积,要知道地球71%的面积都是被水覆盖的。可见火星有多小了吧。

再看看火星在太阳系八大行星中的大小排行,倒数第二,仅仅比水星稍大一点。距太阳最近的水星个头儿小,人家理由很充分:离得太近,太阳引力太大了,再大些的行星就会一头扎进去,葬身火海。淘汰法则,让水星不可能很大。

但距离太阳比地球还远的火星,为什么会那么小?要知道火星轨道外侧可是靠近小行星带,完全有理由也有可能从那里掳走一些小天体,逐渐养肥/壮大自己嘛。

但事实上,火星竟然如此之小,以至于两颗天然卫星火卫一、火卫二,直径仅仅27公里和16公里,却还能相安无事,一起共舞——这到底是什么原因呢?

其实,这个问题一直以来都引得无数天文学家累弯了腰,但都没个令人信服的答案。直到2011年,法国波尔多天体物理实验室的行星科学家肖恩·雷蒙德领导的一个研究团队,提出了【大策略模型】,才被天文学界逐渐接受——火星为什么会如此小?终于有了一个靠谱的答案。

原本这个大策略模型,并不是专为解释火星大小问题而提出的,而是为整个太阳系演化过程创建的模型,所以人家才会叫「太阳系大策略模型」,简称大策略模型。

从这个模型演化当中,我们可以一窥究竟——早在46亿年前,从太阳系的初始阶段开始,整个演化过程都是动荡不安的,太阳系远没有我们今天看到的这种和谐环境。


膀大腰圆的木星和土星,就像市井恶霸一样,终年在太阳系里晃悠。动不动就手欠,不是经常撇东西,就是时常偷东西,这背后全靠引力给撑腰。

但是,它俩也得服一个巨无霸——这就是太阳。所以,有时候受到太阳的引力召唤,就会把它俩往太阳系里边儿拽。当木星晃悠到如今的火星轨道时,就会把这个轨道里的各种小天体/陨石/尘埃碎片,顺手清理干净,不是直接吞掉,就是抛甩扔掉,这导致了原本应该被火星吃掉吸收的天体物质,都被木星事先清理了,造成火星天生营养不良,本来可以长成金星、地球一样大小的个头儿,结果却成了一个侏儒星球。

▲大策略模型解释了造成火星天生营养不良的主要原因。


此时此刻,有人问了:那时木星横晃到火星轨道上,为啥没把火星一块儿擒获了?

事实上,木星并不总是霸占火星或者其他轨道,这背后还要感谢另一个恶霸——土星,掣肘、制衡着木星。由于土星的强大引力,又会把木星拽会太阳系外侧轨道。当木星霸占火星轨道的时候,只能说火星很走运,刚好离得不是太近。否则,今天我们人类也看不到这颗红色星球啦。


所以,某种意义上说,存在就是一种偶然,活着就是一种幸运。

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