利用这个公式你也可以修正水星轨道偏离

发布时间:2024-10-31 10:27  浏览量:1

就是让你测不准

在天文学家无数次实际观测中,发现水星近日点存在进动现象,即近日点测不准,且牛顿理论无法完全解释这一额外的进动。广义相对论的计算结果与观测值更为符合,成功地解释了水星近日点进动的问题。

何为进动?

天文学中进动指的是交点进动。即行星轨道与参考平面的交点随时间发生缓慢移动的现象。

例如,水星绕太阳公转的轨道与太阳系的行星公共轨道面存在一定的倾斜角度,其轨道交点会有进动现象。

这里为何拿水星说事儿?

事实上太阳系里的行星都有进动现象,只是其他行星不明显,或者说轨道理论值与实际观测值相差不大。

水星轨道则因为离太阳太近,太阳作为大质量天体的巨大引力产生了相对论效应,导致水星进动很明显,从而出现水星轨道测不准现象。

通俗化解释水星交点进动

通俗说水星进动也就是水星每转一圈,其近日点总是偏移,每次测量都不一样。

这是因为近日点位置触发了明显的相对论效应。

我们知道两种情况下相对论效应会很明显:一种是高速移动的物体,另一个就是大质量天体附近,譬如黑洞周围。

用狭义相对论解释就是太阳附近发生了时间膨胀效应和空间尺缩效应。可以直白的解释为:相对于地球观测者所处惯性系来说,在水星近日点的惯性系上运动所用时间和行驶距离,比地球上观测到的时间更少,距离更短。

用广义相对论原理解释,太阳作为大质量天体的巨大引力作用,弯曲了附近的时空。

即水星在近日点时,之前的平直时空被弯曲了。根据爱因斯坦提供的公式,交点进动数值计算如下。

其中c为光速,T为轨道周期,α为椭圆轨道的长半径,e为偏心率,ω为交点进动数值。

根据这个计算修正后的水星近日点和观测值完全吻合,从而证实相对论的神奇与正确。

注:相对论的推导涉及较为复杂的数学和物理知识。如果你想深入了解具体的推导过程,可能需要具备相应的专业知识和对广义相对论的深入学习。在此不做列举枯燥的推导过程。

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