游戏中的天文学--拉格朗日点

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很多人，包括我自己，都发出过这样的疑问：星门之间的星区到底处于空间中的什么位置？为什么星区内的空间站相对于星区内的行星、恒星总是保持相对静止，而不是围绕着行星进行公转？这样可能吗？这是游戏设计者考虑不周吗？

实际上，在两个星体组成的系统（行星和太阳、卫星和行星、或任何因重力牵引而相互绕行的两个天体，如太阳-木星，太阳-地球）中，都存在着5个所谓的“拉格朗日点”。在这些点处，如果存在着质量相对于两星体可以忽略不计的物体，如卫星、空间站等，则两个星体对其产生的引力的合力就会正好等于此物体围绕大星体做圆周运动所需的向心力，使该物体围绕大星体做圆周运动，运动周期与小星体相等。在这样的情况下，三个星体之间保持相对静止。

拉格朗日点的位置如下图所示：



L1：在M1和M2两个大天体的连线上，且在它们之间。  
例如：一个围绕太阳旋转的物体，它距太阳的距离越近，它的轨道周期就越短。但是这忽略了地球的万有引力对其产生的拉力的影响。如果这个物体在地球与太阳之间，地球引力的影响会减弱太阳对这物体的拉力，因此增加了这个物体的轨道周期。物体距地球越近，这种影响就越大。在L1点，物体的轨道周期恰好等于地球的轨道周期。NASA的太阳及日光层探测仪（SOHO）即围绕日-地系统的L1点运行。

L2：在两个大天体的连线上，且在较小的天体一侧。
一个物体距太阳的距离越远，它的轨道周期通常就越长。地球引力对其的拉力减小了物体的轨道周期。在L2点，轨道周期变得与地球的相等。L2通常用于放置空间天文台。因为L2的物体可以保持背向太阳和地球的方位，易于保护和校准。威尔金森微波各向异性探测器已经围绕日-地系统的L2点运行。詹姆斯·韦伯太空望远镜将要被放置在日-地系统的L2点上。

L3：在两个大天体的连线上，且在较大的天体一侧。 　　
第三个拉格朗日点位于太阳的另一侧，比地球距太阳略微远一些。地球与太阳的合拉力再次使物体的运行轨道周期与地球相等。一些科幻小说和漫画经常会在L3点描述出一个“反地球”。

L4：在以两天体连线为底的等边三角形的第三个顶点上，且在较小天体围绕较大天体运行轨道的前方。

L5：在以两天体连线为底的等边三角形的第三个顶点上，且在较小天体围绕较大天体运行轨道的后方。
L4和L5有时称为“三角拉格朗日点”或“特洛伊点”。土卫三的L4和L5点有两个小卫星，土卫十三和土卫十四。土卫四在L4点有一个卫星土卫十二。


游戏中的星区正是位于各个行星与其恒星组成系统的某个拉格朗日点上，导致星区、恒星、行星三者保持相对静止。这就是为什么从星区里面往附近的行星和恒星看去，它们的位置总是不发生变化的原因。

参考：The X Encyclopedia，百度百科-拉格朗日点

ooxx

好贴啊！！话说11年至少有两部电影（我看过的）提到L3点上存在的行星，其中一部片子就叫《另一个地球》

lllls

在拉格朗日点不可能连背景星空都完全不变的……

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lllls 发表于 2012-2-11 17:32
在拉格朗日点不可能连背景星空都完全不变的……

只能说游戏设计者的本意是在拉格朗日点，但由于技术原因没把星空背景做成动态的

leotien

我路过打酱油，至于楼主的文字，字是认得的，理是听不明白的

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leotien 发表于 2012-2-11 17:36
我路过打酱油，至于楼主的文字，字是认得的，理是听不明白的

仔细看看，不难的，只需高中物理知识

kosoron

....同志想太多了。。你可知这个相对静止 是一个数学模型 并且在不可能存在的 圆形轨道基础上建立。。。那200km内存在N多小行星 不动的空间站 根本就是不可能的。。。

U552

第一次听说这东西是在《2001太空漫游》里。

ooxx

kosoron 发表于 2012-2-11 17:42
....同志想太多了。。你可知这个相对静止 是一个数学模型 并且在不可能存在的 圆形轨道基础上建立。。。那2 ...

X3并没有完整的行星轨道设定，这贴只是解释了一种可能。而在实际情况中你不能只考虑太阳与某大行星之间的天平点，还有行星与其卫星甚至众多卫星之间的关系需要考虑，这就复杂了。

比如你提到的小行星带，简单一点说，经过“亿年”为单位的时间磨合之后，其中的大小天体之间必然会保持某种“恒久的”稳定，所以游戏中描述的场景，虽然不够完整，但理论上是可能真实存在的。

mimizu

你放弃吧，太阳系是1个恒星8~9个行星组成的星系……只考虑2~3个星体那个给学生出考试题目而已……


游戏看上去静止的原因很简单，制作组经费不够……