在太空实验室里，模拟太阳系做一个完全按比例缩小的迷你太阳系，现实吗？ 第1页

题主构想的迷你太阳系，从理论上来说是能够做出来的。

但实操难度嘛，恐怕就不是一般的大了。

其实真实的太阳系，和题主的想象有些不同。

太阳系围绕银河系中心的速度高达220km/s，而地球围绕太阳的公转速度才30km/s.

大家以为的太阳系是这样：

而更真实的太阳系是这样：

也就是说，要做出足够真实的“太阳系”，是必须把银河系的引力考虑进去的。

而我们所在的太阳系，正好就是一个巨大的引力场。要让这个系统成立，我们不妨把银河系中心的质量缩小到太阳的大小。

在建立这个系统之前，我们不妨先来看看数据关系。

太阳围绕银河系的向心加速度：

可得：

已知太阳距离银河系的距离为2.6万光年，即 ，再带入速度

可得太阳公转的银河系中心质量为：

由第一个公式，可得：

由于题主的模拟系统里角速度不变，那么 为常数。

可得，当质量变化时： ，即

已知太阳质量 。

那么可得新太阳与“银河系”的距离为： 。

约5.8光年。

这个距离超出了太阳系的范围。

而且距离太阳系最近的比邻星是4.22，短于5.8光年。

这个系统将受到比邻星的严重干扰，最终模拟失败。看来，在三体人附近构建迷你太阳系，是很不现实的事情。

如果我们把参考系再缩小一点，用地球当做新银河系呢？

已知地球原质量为

那么可得新太阳与“银河系”的距离为： ，即，5267个天文单位（1个天文单位为1个日地距离），在柯伊伯带和奥尔特云之间。

新系统将主要受到太阳引力的影响，地球引力占比是极其微弱的，所以模拟还是失败。

看来要找一个不受其它干扰的新“新银河系”颇为困难。

不过这没有关系，宇宙之中存在超级空洞：

距离银河中心最近的是北方本超空洞，跨度3.5亿光年，距离银河系中心2亿光年。

在这些空洞内，将会受到极低的外界影响。

在这么一个空洞的周边，我们可以找一个距离其它引力系统足够远的星体来模拟银河系中心。

如果我们要保证新太阳的直径是1m（半径0.5m）的话。

那么，可计算出新太阳质量为：739kg

新太阳围绕的新银河系的公转半径为： ，即1.768亿千米，约1.2个天文单位（地日距离）。

距离还不算不夸张。

那么，可计算出中心天体质量为： ，大约是直径5409m（大约北京长安街的长度，人类约30分钟的长跑距离）的小行星。

或许这个小行星偶然飞入了北方本超空洞，令其他星系的引力干扰足够的底，所以可以迷你太阳系一定稳定的运行。

此时的地球大约2.2g，半径5mm，日地距离107m，地球绕太阳公转速度大约是 ，蜗牛速度是 ，运动速度大约是蜗牛速度的1/113.

新太阳绕新银河系（小行星）的速度是 ，依旧是蜗牛速度的1/16.

此时，其它行星的情况如下（如果新太阳在天安门毛主席像的位置）：

水星0.13g，水日距离41m。（水星在天安门和护城河之间）
金星1.8g，金日距离77m。（金星在护城河到长安街（公路）之间）
地球2.2g，金日距离107m。（地球刚好到达长安街）
火星0.24g，火日距离163m。（火星正好到达天安门广场边上）
木星700g，木日距离555m。（木星恰好在人民英雄纪念碑和毛主席纪念堂的正中间）
土星2g，土日距离1018m。（土星正好在前门公园的箭楼上）
天王星33g，天日距离2047m。（天王星到达天坛的位置）
冥王星37g，天日距离3208m。（冥王星到达天坛中部）
柯伊伯带在5km~50km之间。（可覆盖北京主城以及环绕主城的主要郊区卫星城）
奥尔特云在5000km~10000km。（地球半径到直径大小）

找一张图，对比一下。

最近的箭楼就是前门公园，土星所在位置，直径1m的太阳，在远处的天安门上。

好了，以上是理论，看起来并不十分难？

接下来谈实操了。

北方的本超空洞，距离我们太阳系长达2亿光年。

50%光速飞过去的话，也得近4亿年，能相当于哺乳动物演化史的两倍了。

但或许题主能无限接近光速，或者能找到虫洞穿越时空呢？

题主达到那里之后，如果实在找不到现成的小行星，完全可以找一个符合的小行星推入本超空洞。

好了现在可以搭建体系了。

但我们知道，现实搭建的任何尺度都不可能和理论一模一样。甚至哪怕在计算处理数据的时候，也会存在误差。

例如：质量误差，距离误差，真实的太阳还在不断往外辐射能量和质量，星体之间还有潮汐力。建立系统的时候，还需要提供初速度，运动角度也会存在误差。

而且要保证系统稳定，不仅仅要搭建几大行星，还要包括冥王星等矮行星，以及几十公里，甚至几千上万公里之外的柯伊伯带和奥尔特云的迷你版。

而且，哪怕在在北方本超空洞选的足够合适比例的小行星，也不能完美等同同比例下的银河系中心，也存在误差。

需要的参数越多，误差则越大。哪怕一个参数的误差可以低到 （相当于能在地球上直接爆头月球上的外星人）。但包括各类行星、矮行星、柯伊伯带，以及奥尔特云，能出现误差的参数成千上万。那么误差就会累计达到 以上。

如果按照 的误差算， 系统运行的时候，每一秒的误差是 ，那么这个系统运行10万秒之后，误差就会达到1秒。

如果这个误差发生在地球公转上，会出现什么？

地日周期是1年，即12个月，当误差达到1个月（30°）的时候，地日系统明显就已经足够混乱。

那么，产生这个误差的运行时间是300万天，即8219年。

稳定运行8219年，相当于整个人类文明的最长长度了，似乎时间长度很可观了。

但现今人类，即便突然被传送达到了哪里，构建这个迷你太阳系，恐怕是完不成的。

因为现今地球人，在太空上的精度，实在是相当的感人。

通常飞行器的轨道、升降等都会有一定的误差需求，通常为1/1000（当然，人工智能是可以解决超远距离下的精度问题，例如嫦娥五号在月球轨道上的接轨，但毕竟科技树的嫩芽才萌发不久，精准拜访这样的迷你太阳系还差得远。）

微型飞行器必须把新太阳系放在距离新银河系（小行星） 的轨道上，如果是1/1000的误差，实际距离上的误差也达到18万公里，相当于地球半径的三倍。

不过题主嘛，毕竟非同凡人。

我们就算题主能摆放足够准确，且系统运转之后，能在做到地日公转的总误差也只有1/1000。

但哪怕这样，地球运行8年时间，日地误差就能达到30°

如果在地日误差的基础上，我们以质量最大的木星误差达到30°作为标准，代表这个系统的彻底崩溃，那也只有97年的时间，最多100年。

当然，其实题主还这样做：

就像现今的地球人每隔一段时间修正太阳系各类轨迹参数一样（低于太阳这样的混沌体系，地球人无法计算，只能利用一定的数据，进行短期的预测），每隔一段时间就去修正这个迷你太阳系轨道系统。

只需要隔上个十天半个月就修正一下误差，就可以让这个系统保持长期稳定的运转。

当然，还要记得注意修正中心新银河系（小行星）的运行轨道，不要让它飞出本超空洞，不然系统就会受到外界过大引力的影响而崩溃掉了。

嗯~方法已经告诉你了。

接下来应该如何做，就看题主你自己了哈。

最新爽文上线，快来抓取有趣的天文学知识吧！

前方高能多图预警！！！

没看清标题，就来这里强答了一波，还望题主海涵。
这篇仅仅是针对大小和距离问题展开的，没有回答缩小的模型是否可以稳定自转公转的因素。

《西红柿太阳系》

那啥，有人提醒我用西红柿做个太阳系，

这。。。。当然是不可能的，因为面粉钱我出不起。。。。。。

而且。。。。在大街上围着小行星带和柯伊伯带撒面粉，估计会被警察叔叔抓起来

不过，弄几个小天体还是有可能的。

如果你还不知道缩小版的太阳系啥比例，先去我的文章《行星篇》溜达下，看看地球缩小到1mm太阳系是啥比例，再回来看这里。

水星！！！