坡印亭-罗伯逊效应是什么意思

坡印亭-罗伯逊效应，太阳系的吸尘器，能把太阳系空间微小的颗粒或尘埃清理干净。如果没有这个效应，太阳周围会布满尘埃，会是灰蒙蒙的太阳。航天器也会无法安全航行，很快会碰撞的体无完肤。此效应的强度与尘埃环绕太阳的线速度成正比，与太阳辐射强度成正比。

由于微粒或颗粒的质量与物体半径的立方（体积）成反比，而物体接收到的太阳辐射功率则与其半径的平方（表面积）成正比。这意味着，物质颗粒越大，单位质量对应的面积就越小，单位质量接收的太阳辐射强度就越弱。总体上看，颗粒越大，单位质量得到的太阳辐射就越小。大致是单位质量得到的太阳辐射与天体颗粒的物质质量成反比。因此坡印亭-罗伯逊效应对小颗粒物体，有着更显著的影响。

由于太阳的万有引力与距离的平方成反比，而环绕太阳的天体的离心力与距离成反比。由于二者的变化力度并不一致，这需要通过改变其它因素来提高离心力而平衡万有引力了。由于离心力与天体运动速度的平方成反比，天体改变速度可以明显改变离心力。实际上，天体就是通过改变环绕速度而平衡万有引力的。也就是，距离太阳越近，天体环绕中心天体的运动速度就越快。因此，颗粒距离太阳越近，环绕太阳的线速度就越大，坡印亭-罗伯逊效应就越强。并且，由于距离太阳越近，太阳辐射就与越强。太阳辐射的强度与距离的平方成反比，因此，太阳辐射增强效应是非常明显的。而坡印亭-罗伯逊效应与太阳辐射强度成正比，因此，坡印亭-罗伯逊效应与距离太阳的距离非常明显。

由于距离因素对环绕速度的影响是0.5次方成反比，太阳辐射强度与距离的平方成反比。综合距离因素对环绕速度的影响以及对太阳辐射的影响，我们可以得到，坡印亭-罗伯逊效应的强度与距离的2.5次方成反比这样的结论。因此，距离太阳越近，微粒或颗粒受到的坡印亭-罗伯逊效应就会快速增强，以至于达到很大的数值。这应该是水星轨道之内的广阔空间没有环绕太阳的天体的核心原因了。也是太阳的洛希极限区域内，没有形成类似土星的光环的核心原因。毕竟太阳附近的坡印亭-罗伯逊效应太强了，这些颗粒或天体无法长期存在。也许，在太阳的漫长历史中，也许短暂的拥有过自己的光环。估计在太阳系形成的初期，太阳附近应该会有光环环绕的。一旦太阳发光发热，这些光环上的天体颗粒会迅速减少，最终消失的干干净净。

坡印亭-罗伯逊效应可以让环绕天体降低环绕速度，这个降速效应也会影响天体的离心率。天体在近日点速度最大，坡印亭-罗伯逊效应带来的降速效应最强，对天体近日点的线速度影响最大。会导致天体环绕速度下降明显，无法再回到之前的远日点位置了。天体的环绕轨道向太阳方向拉近了。坡印亭-罗伯逊效应在减少环绕速度的同时，还会影响轨道的离心率，让轨道离心率减少。这来源于近日点坡印亭-罗伯逊效应较强的道理。

光辐射为何会产生坡印亭-罗伯逊效应呢？坡印亭给予了经典的解释，把光子理解成具有一定质量的粒子。这些具有一定质量的光子，打在物质微粒上，且光子方向与物质微粒运动方向垂直，光子镶嵌在物质微粒中，物质微粒获得光子质量，自己本身质量增加，动量守恒，环绕速度必然下降。这基本就是坡印亭对坡印亭效应的经典解释。

罗伯逊加入了相对论效应，结果基本一样，拥有着类似的解释。光子打在物质微粒上，会产生散射效应，一个光子，可以变成多个频率低一些的光子。这就是光辐射的康普顿效应。

光子的散射效应也遵守动量守恒原理，散射后的光子，具有与物质微粒环绕方向一致的光子，也具有相反方向的光子。与物质微粒环绕方向一致或相反方向的光子，会产生多普勒效应。与物质微粒环绕方向一致的光子的的多普勒效应是光子动量增大，与物质微粒环绕方向相反方向的光子的多普勒效应是光子动量减少。结果是，二者动量不相等了。与物质微粒环绕方向一致的光子的动量大，与物质微粒环绕方向不一致的光子的动量小。这种动量的差异，是依靠物质微粒环绕动量的减少实现的。也就是光辐射导致物质微粒环绕动量减少，即物质微粒环绕速度下降。环绕速度下降，自然是难以抗御太阳的万有引力了。这会导致物质微粒向太阳方向下坠，环绕轨道缩小。这就是坡印亭-罗伯逊效应。

我们不用多普勒效应解释，情况也许更好理解。光子的康普顿效应后，与物质微粒环绕方向一致的光子，会获得物质微粒的动量。毕竟，光子在出发的过程中，在运动方向上，会受到物质微粒的推力，且有微小的位移，必然会获取物质微粒的动能。光子频率增大。与物质微粒环绕方向相反的光子，等效于推进物质微粒，自然是这个方向的光子动量下降。这意味着这两个方向的光子的动量变化不守恒，总体上获得了与物质微粒环绕方向一致的动量。为了保障动量守恒原理，物质微粒环绕速度必然下降。这就是坡印亭-罗伯逊效应的简便解释。