當地球的質量增加，會不會影響太陽系在銀河系中的運動軌跡？

如果把太陽視為靜止參照物，那麼，地球是以一個偏心率較低的封閉橢圓形軌道繞著太陽運動。但如果考慮地球在銀河系中的運動軌跡，情況會有所不同，這是因為太陽本身還會帶著地球一起繞著銀心運動。這樣看來，如果把銀心視為靜止參照物，地球在銀河系空間中的軌跡呈現為螺旋形，如下圖所示：

如果地球的質量發生變化，需要考慮同時考慮地球在太陽系中的軌跡以及太陽在銀河系中的軌跡是否發生變化，這樣才能確定地球軌跡在銀河系中是否有變化。為了簡單起見，這裡假設地球和太陽的公轉軌道都是圓形的。根據天體做圓周運動的規律可得：

其中G為萬有引力常數，M表示中心天體的質量，m表示環繞天體的質量，v表示環繞天體的軌道速度，r表示環繞天體的軌道半徑。

可以看到，環繞天體的軌道速度與自身的質量無關，只與它的軌道半徑以及中心天體的質量有關。因此，無論地球的質量增加，還是減少，它的軌道速度保持不變。就算把地球換成質量巨大的木星，它也會在地球原先的軌道上以相同速度繞著太陽運動。另一方面，太陽與銀心的距離不變，所以太陽在銀河系中的軌跡也不會改變，這意味著地球的軌跡也不會改變。

不過，上述的情況有個前提，那就是地球的質量不能增加太多。如果地球的質量大幅度增加，這會導致地球和太陽的共同質心遠離太陽，地球和太陽的運動方式就變成了雙星系統的模式，如下圖所示：

引力大小是F=GMm/r^2，其中G是常數，M是環繞中心天體質量，m就是環繞的天體質量，r是環繞半徑。引力提供向心力，向心力F=mV^2/r。這倆F相等，就是GMm/r^2=mV^2/r，化簡得GM=V^2/r。

也就是說速度V和環繞半徑這倆有關係，如果中心天體質量不變，那麼環繞天體的軌道僅僅和環繞速度有關。和環繞天體自身質量無關。

所以，地球環繞太陽的話，軌道和自己的質量無關。同理，太陽環繞銀河系的軌跡也和太陽的質量無關。

因此，如果地球質量變得很大，它在銀河系中的軌跡是會發生變化。不過，這種情況基本上不可能發生，因為太陽系中99.86%的質量都被太陽佔去。

ps ：未經同意不得轉載（圖片來源網路）

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