太陽系的行星(或者地球)是繞著太陽轉動還是太陽系的質量中心轉動?

以太陽係為參考系

===補充

看完回答,發現這個問題比想像中更複雜了。。。哪位物理大神來詳細分析下


只能繞著太陽系質量中心轉動。為什麼呢?

1。萬物平等

地球和太陽,是平等了,不存在誰天然地就是固定的問題。地球和太陽都要收到引力作用進行軌道運動。它們都圍繞著一個共同的點。這個點是太陽系的質量中心。

2。地球不是智能的

你可以知道太陽在哪,可是地球不知道。地球沒有智慧。地球唯一能體會到的「感覺」就是來自外部的引力,這個引力來自太陽系的所有天體,地球無法區分它們彼此誰是誰,只能感受到這些不同方向、不同大小的引力的合併的效果,即合力。這個合力可以看做是來自太陽系質量中心。

3。太陽系的質量中心

上圖中大黃圈是太陽(裡面小黃圈是太陽核心)。外面黑色曲線是太陽系質心的位置,旁邊標有年份。所以差不多一半多的時間裡質心在太陽以外。


反對目前大多數答案。

對於一個多體系統而言,談繞某點旋轉都是極其荒謬的。下面展示幾個最一般N體方程(三體就18階方程,解的難度你懂的,至少要16次積分)特解軌跡,均有等質量假設:

圖片掛了,地址-三體問題_百度百科

因為是特解,看上去還比較規則是吧,下面來一個一般的限制性三體問題,即當所討論的三個天體中﹐有一個天體的質量與其他兩個天體的質量相比﹐小到可以忽略。

三體問題_百度百科

所以,在多體問題中討論繞哪一」點「旋轉是極其荒謬的。倒是有個同宿點和同宿軌道,應該是龐加萊搞的,感興趣的同學可以查閱一下相關資料。

再說幾句多體問題,這和天體物理是分不開的,但現在不熱門,只是偶爾有喜歡的人解出幾組解。但是它的重要性實在是不言而喻,略帶誇張的說,如果解決了多體問題,我們就能夠準確的模擬宇宙。可話說回來,雖然談到多體問題就談到混沌、非線性,但事實上多體問題是否是混沌的、有解的,我印象中沒有答案,我以為把這個問題搞清楚是穩拿菲爾茲獎和沃爾夫獎的。至於質心,那是牛頓力學的問題,牛頓永遠是我心中的頭號物理學家,可是多體問題牛頓力學就是沒轍!(這裡指的是分析方法而非數學表達)我相信牛頓是思考過三體問題的,可是他也被難倒了。多體問題最重要的特徵是對初始條件極為敏感,只要有一點點的擾動上面那種標準的8字形軌道瞬間就會變成不封閉的曲線,這也是上帝阻止人達到終極的一個方法吧。

如果不把它當作一個多體問題而是二體問題,我的答案是是圍繞二者共同組成的質心旋轉,軌跡是圓錐曲線。如果考慮廣義相對論的作用,是玫瑰線(有旋進)。

在這個問題上我的理解歷程是——繞太陽——繞公共質心——沒有答案。感覺頗像——地球是宇宙的中心——太陽是——都不是。或許這就是我們認識世界很典型的一般模式吧。

最後,我對排名最高的最後那幅圖提出質疑,請給出來源。直覺上我認為這是模擬得出的結果,而且應該是非常低階的近似,否則8大行星眾多衛星的弱非線性系統不會把質心拉成這麼美妙的類玫瑰線(可以發現非常明顯的對稱性)。


咬文嚼字一下,

以太陽為參考系,當然行星是繞著太陽轉。

以太陽系的質量中心為參考系,當然整個太陽系都是圍著太陽系的質量中心轉。

不過,太陽系的質量中心比太陽是更好一些的慣性系,所以太陽系的質量中心為參考系更好。

但是太陽系的質量中心仍然在太陽內部,就非高精度的天文學觀測而言,兩者區別不大。


太陽系質量中心。

由於太陽的質量占太陽系總質量非常大的比重,所以太陽系質量中心位於太陽內部且非常接近太陽質量中心。從這一點上來講,說地球是繞太陽轉的也沒什麼問題。


太陽系的質量中心啊。其實我也是最近才知道的,因為我正在看《大眾天文學》這本書,推薦樓主也去看看,雖然是幾十年前的書,但是講的特別詳細生動,特別適合天文愛好者入門來讀,網上也能下到PDF的。


多個質點的引力作用能簡單地等同於其質量中心的等效引力?不對吧,只有如球體一類才能在一定範圍(如球外可看成質心,球內則外圍等效引力為0)可以等效,這是高中內容啊

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可以看做兩個等質量星球在其外圍形成的引力場線,不是一個從其(電荷/質量)中心的放射狀場線。因此太陽系的行星(或者地球)既不是是繞著太陽轉動也不是太陽系的質量中心轉動,也不能找出一個類似的「引力中心」, 這是一個多體問題,@三體人 .......還真有這麼一個東西


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