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水星近日点进动问题的关于水星的公转和自转问题

本文是小编为水星近日点进动问题的关于水星的公转和自转问题撰写,主要解答关于水星近日点进动问题的关于水星的公转和自转问题的相关疑惑,以下是正文。

水星近日点进动问题的水星近日点进动问题

根据牛顿万有引力定律计算的水星近日点进动值与观测值的分歧。1859年﹐法国天文学家勒威耶发现水星近日点进动的观测值﹐比根据牛顿定律算得的理论值每世纪快38﹐并猜测这可能是一个比水星更靠近太阳的水内行星吸引所致。可是经过多年的辛勤搜索﹐这颗猜测中的行星始终毫无踪影。纽康测定这个值为每世纪 43。他提出﹐这可能是那些发出黄道光的弥漫物质的阻尼所造成的。但是﹐这种假设又不能解释其他几颗行星的运动。于是纽康就怀疑万有引力定律中的平方反比规律有问题。为了能同时解释几颗内行星的实际运动﹐纽康求出了引力应与距离的2+1.574×10次方成反比。十九世纪末﹐电磁理论发展的早期﹐韦伯﹑黎曼等人也都曾试图用电磁理论来解释水星近日点的进动问题﹐但均未能得出满意的结果。1916年﹐爱因斯坦发表了著名的广义相对论﹐成功地解释了这个问题。根据广义相对论﹐行星公转一圈后近日点进动为﹕式中c 为光速﹐T ﹑a ﹑e 分别为轨道周期﹑半长径和偏心率。对于水星﹐此值与牛顿万有引力定律所得的差值为每世纪43.03秒。这与观测值十分接近﹐成为天文学对广义相对论的最有力的验证之一。但是,这里仍存在两个问题:首先,根据牛顿定律,水星近日点应有每世纪ΔωN=5,557.62角秒的进动,其中的90%是由坐标系的岁差(见岁差和章动)引起,其余的部分是由其他行星,特别是金星、地球和木星的摄动引起的;而实际观测值为 ΔωO=5,600.73角秒,二者相减得每世纪 43.11角秒。因此,岁差常数的任何微小变动,如有万分之一的变动,都会直接影响到对广义相对论的验证,而这种变化是完全可能的。其次,影响水星近日点进动的因素很多,任何一个微小的因素,例如太阳的扁率,对它都有直接影响。因此,这个问题尚需继续研究。

轨道基本固定,对,不是因为自转而变化,而是因为相对论,水星的旋进现象,是的

直到1965年使用雷达观测后,观察数据否决了水星对太阳是潮汐固定的的想法:自转使得所有时间里水星保持相同的一面对着太阳。水星轨速振谐为3:2 ,这就是说自转三次的时间是围绕太阳公转两次的时间;水星的轨道离心使这个谐振持稳。最初天文学家认为它有被固定的潮汐是因为水星处于最好的观测位置,它总是在 3:2 谐振中的相同时刻,展现出相同的一面,就如同它完全地被固定住一样。水星的自转比地球缓慢 59 倍。因为水星的 3:2 的轨速比率, 一个恒星日 (自转的周期) 大约是58.7个地球日,一个太阳日(太阳穿越两次子午线之间的时间)大约是176个地球日。

根据牛顿万有引力定律计算的水星近日点进动值与观测值的分歧。1859年﹐法国天文学家勒威耶发现水星近日点进动的观测值﹐比根据牛顿定律算得的理论值每世纪快38﹐并猜测这可能是一个比水星更靠近太阳的水内行星吸引所致。可是经过多年的辛勤搜索﹐这颗猜测中的行星始终毫无踪影。纽康测定这个值为每世纪 43。他提出﹐这可能是那些发出黄道光的弥漫物质的阻尼所造成的。但是﹐这种假设又不能解释其他几颗行星的运动。于是纽康就怀疑万有引力定律中的平方反比规律有问题。为了能同时解释几颗内行星的实际运动﹐纽康求出了引力应与距离的2+1.574×10次方成反比。十九世纪末﹐电磁理论发展的早期﹐韦伯﹑黎曼等人也都曾试图用电磁理论来解释水星近日点的进动问题﹐但均未能得出满意的结果。1916年﹐爱因斯坦发表了著名的广义相对论﹐成功地解释了这个问题。根据广义相对论﹐行星公转一圈后近日点进动为﹕式中c 为光速﹐T ﹑a ﹑e 分别为轨道周期﹑半长径和偏心率。对于水星﹐此值与牛顿万有引力定律所得的差值为每世纪43.03秒。这与观测值十分接近﹐成为天文学对广义相对论的最有力的验证之一。但是,这里仍存在两个问题:首先,根据牛顿定律,水星近日点应有每世纪ΔωN=5,557.62角秒的进动,其中的90%是由坐标系的岁差(见岁差和章动)引起,其余的部分是由其他行星,特别是金星、地球和木星的摄动引起的;而实际观测值为 ΔωO=5,600.73角秒,二者相减得每世纪 43.11角秒。因此,岁差常数的任何微小变动,如有万分之一的变动,都会直接影响到对广义相对论的验证,而这种变化是完全可能的。其次,影响水星近日点进动的因素很多,任何一个微小的因素,例如太阳的扁率,对它都有直接影响。因此,这个问题尚需继续研究。

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    相信读者朋友经过小编一番耐心的解答已经对水星近日点进动问题的关于水星的公转和自转问题了然于胸,若还存在疑惑可通过站内搜索找到答案。

    责任编辑: 鲁达

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