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木星是太阳系中最大的行星 ， 这已经是众所周知的事实 。 但这种描述似乎有点轻描淡写 ， 或许对比会更令人震撼：木星是迄今为止太阳系中质量最大的天体 ， 其质量是所有其他行星总和的2.5倍 。 它的质量是地球的318倍 ， 并且需要11个地球并排在一起才能与木星的直径相匹配 。
但真正有趣的是……木星居然不是围绕太阳转 ， 而是木星和太阳一起围绕太空中一个看不见的“点”在转 。
这个宇宙级的冷知识出自NASA ， NASA的科学家还制作了动画视频解释 ， 之后更是被很多天文爱好者转发分享 。 但是这个说法正确吗？木星太大了 ， 它不绕太阳公转？据天文学家研究 ， 木星其体积之大 ， 甚至超过一些恒星——已知最小恒星为“EBLMJ0555-57Ab” ， 平均半径约为5.9万公里 ， 仅比土星大一点点 ， 但质量大约是木星的85倍 。 木星之所以没能变成恒星 ， 可能是在太阳系的早期形成中 ， 当太阳变成一颗恒星时 ， 太阳风吹走了大部分剩余的气体 ， 使得这颗气态巨行星最后没能蜕变成真正的恒星 。 那木星不绕太阳转 ， 是对自己不能成为恒星的不忿吗？
话说回来 ， NASA科学家对“木星不绕太阳中心转”给出的解释是 ， 二体圆周运动的共同质量中心（barycenter） ， 也叫引力中心 。
物理知识告诉我们 ， 力的作用是相互的 。 当太阳的引力吸引木星的时候 ， 木星的引力也在拉扯着太阳 。 在天文物理学中 ， 2个或多个互绕物体的质量中心称为质心 ， 如果这2个天体且其中一个比另一个大许多 ， 质心通常会位于质量较大的天体内部（不一定是该天体中心） ， 因此较小的天体会在轨道上绕着该共同质心运动 ， 而较大的天体则略微抖动 。 而且行星越远 ， 质量越大 ， 质心就离太阳中心越远 。
通过圆形轨道假设条件计算表明 ， 木星和太阳的质心在太阳表面上方约太阳半径的7%的地方 ， 即太阳表面之外46000公里处 。 由于木星的质量太大 ， 以至于当木星围绕着太阳上方的一个看不见的点旋转时 ， 其牵引力也使得太阳稍微摇晃一下 。 换句话说 ， 木星和太阳在进行拔河比赛 。
至此 ， 这冷知识听起来似乎很合理呀 。 然而一个忽略的基本事实上 ， 我们太阳系所有行星的轨道都不是圆形的 ， 而是椭圆形的 。
而且以NASA科学家所示的计算表明 ， 不仅仅是木星和太阳的共同质心在太阳表面之外 ， 其他七大行星和太阳的质心都在太阳表面之外 。 质心距离太阳最小的是金星 ， 只有4000公里；最大的是天王星 ， 距离将近100个太阳 。 换句话来说 ， 太阳系八大行星根本不绕太阳转 。 同理 ， 月球也不绕地球转 。
木星当然绕太阳运行！上面所说的 ， 只是理想状态下的二体运动问题 。 除非有人认为我们的太阳系应该被描述为双星系统 ， 否则木星也和其他行星一样绕太阳运行 。
部分原因可能要归咎于 ， 我们会不自觉将物理中最简化的模型来计算行星轨道 。 因为质心是一种数学工具 ， 可以准确地用于计算二体问题 ， 但只能作为三体或更多体问题的特殊情况的近似值 。 例如第三个和最小的物体更远与其他两个天体的距离大于彼此之间的距离 ， 或者两个小天体在彼此附近的轨道上运行 ， 而它们一起绕着距离很远的第三个大质量天体或其他沿着这些线的物体运行 。
换句话说 ， 当对于系统中的任何给定物体 ， 所有其他物体都可以通过质量的球形分布有意义地描述时 ， 可以使用质心 ， 其中到给定物体的距离大于球体的半径 。 （在牛顿力学中 ， 可以很容易地证明球体质量分布在球体外部具有与包含所有质量的中心点相同的引力效应 - 但仅在球体外部！）
如果行星真的围绕质心运行 ， 那么三体问题就和二体问题一样容易解决……但绝对不是！
那么 ， 木星是否围绕太阳-木星重心运行？我们所描述的只能说这是一个近似值 。 但是更远的大行星可能会扰乱计算——如果你在谈论整个太阳系的质心 ， 你甚至无法进行任何计算 ， 因为我们真的不知道那里究竟还有多少未知天体 。 幸运的是 ， 这并不重要 ， 因为大多数未知天体都非常遥远 ， 它们要么相互抵消 ， 要么平等地影响太阳系内部的所有天体 。 更简单来说 ， 我们可以问质心在哪里 ， 但这个问题与恒星系统的轨道运动无关 。 所以无论如何 ， 说木星绕太阳公转是完全正确的 。
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