水星近日點的進動

水星是距太陽最近的一顆行星。按照牛頓的引力理論，在太陽的引力作用下，水星的運動軌道將是一個封閉的橢圓形。但實際上水星的軌道並不是嚴格的橢圓，而是每轉一圈它的長軸也略有轉動。長軸的轉動．就稱為進動。水星的進動速率是每一百年1°33』20」。進動的原因是由於作用在水星上的力，除了太陽的引力（這是最主要的）外。還有其它各個行星的引力。後者很小，所以只引起緩慢的進動。天體力學家根據牛頓引力理論證明，由於地球參考系以及各行星引起的水星軌道的進動，總效果應當是1°32」37』/百年，而不是 1°33『20「/百年。二者之差雖然很小，只有 43」／百年，但是已在觀測精度不容許忽略的範圍了。　　水星的進動是法國天文學家勒維烈發現的。勒維烈(Le Verrier,Urbain Jean Joseph,1811—1877)法國天文學家，生於諾曼底半島聖諾鎮的一個小職員家庭。出身貧寒，為了到巴黎念書，他父親甚至賣掉了一間房子。在巴黎，勒維烈考上了綜合技術學校。大學畢業後，他先是在蓋—呂薩克的實驗里當實驗員，1828—1830年在卡昂學院學習，對數學具有濃厚的興趣。1831在巴黎聖路易學院學習，畢業後曾在某化學實驗室工作。他利用工作之餘從事天文學的研究。1837年在巴黎工科大學任教。1846年任巴黎大學理學院教授。1847年被選為英國皇家學會會員。從1854年起，擔任巴黎天文台台長，直到逝世。　　勒維烈與亞當斯同時分別用數學方法推算出當時尚未發現的海王星的位置。取得這一成就時，他不過30歲。此外，勒維烈發表過太陽系各行星軌道變化情況的研究成果，重新計算出太陽系各大行星的軌道運動，並編成了星曆表。他還發現水星軌道的近日點有異常的進動，水星軌道每百年進動5600．7角秒，但是，按牛頓萬有引力定律計算，每百年進動只有5557．6角秒，兩者每百年相差約43角秒。當時猜想可能在水星軌道內還有一顆尚未發現的行星，由於這顆行星的引力作用才使水星軌道呈一種花瓣狀。有人還給那顆未知行星起名為「火神星」。從那以後的一百多年裡，人們始終沒有找到「火神星」。因此，水星近日點的反常進動成了一個令人困惑的難題。　　就這樣，小小的每百年43角秒，在以牛頓力學為基礎的天體力學中一直是個謎。不過，每百年43角秒的確是太小太小了，比起整個牛頓理論體系中那麼大那麼大的成功來說，它是微不足道的。 在1919年，愛因斯坦發表了廣義相對論，將水星的進動解釋為太陽引力造成的時空彎曲效應。按說對一種觀測現象提出解釋是很正常的，這完全是打哪指哪的事情。令人不解的是，人們竟然將水星的進動說成是廣義相對論的三大驗證之一。難道針對水星的進動提出的解釋還能用水星的進動來驗證嗎？ 還有一些人，連水星的進動是什麼時間發現的都不知道，將水星的進動說成是廣義相對論的三大預言之一。還有一些人，連水星每百年進動5600．7角秒都不知道，將水星的進動說成是每百年43角秒，也敢聲稱進行過精密計算。　　其實，在19世紀，人們還將太陽想像為一個巨大的煤球，並且總是將星球處理成一個質點。而實際上太陽是一個半液態球，其上進行著強烈的熱核反應。太陽的不穩定性肯定會造成太陽質量中心的波動，太陽佔據了太陽系總質量的99.86%，並且離水星的距離最近 ，太陽系的其他行星尚且使水星產生每百年5557．6角秒的進動，太陽質量中心的波動使水星產生每百年43角秒的進動不是很正常的事情嗎？ 由此，我得出以下結論：1， 水星的公轉周期為88天，由於其他行星的位置不同，水星的每個公轉周期的進動值不同。2， 由於太陽的不穩定性是不可預測的，水星的每個公轉周期具有不可預測的附加進動值。3， 每百年約43角秒的附加進動值是勒維烈觀測時的數值，不同時期的觀測會得出不同的數值。 以水星的公轉周期來進行觀測，以便驗證以上的結論，應該不是太難，不過我是做不到了。回復:您有兩點小錯誤

---------------------------------------------wangjqq先生;您有兩點小錯.1 廣義相對論是1916年完成的,不是1919年.坦翁在1907年提出等效原理,1913年提出萬有引力即度規場,在此基礎上於1916年完成廣義相對論.2 勒威耶計算出來的水星近日點進動值是38.3秒/百年,他利用了1661,1667年以來的觀測資料,紐康計算的是43.37秒/百年,他用的是1861年以後的觀測資料.廣義相對論計算出來的是43.03秒/百年.於是紐康就成了坦翁的救命恩人.但是38.3總是使他心神不安寧,因為38.3完全否定了廣義相對論.還有很多天文實事否定它.所以坦翁在1922年對蘭佐說他的理論只不過是一個過渡,是短命的.這使蘭佐大吃一驚,問他,他也不則聲,只是悶悶不樂.就是38.3使他傷心,還有恩克彗星的周期不斷縮短更使他頭痛,還有天王星,海王星的偏離,還有P-W彗星的近日點倒退都在與廣義相對論唱反調……-----------------------------------:lqx8295 發表時間: 2002/05/20回復:謝謝您的誇獎,還有使坦翁在九泉之下不得安寧的

按廣義相對論水星軌道是一條玫瑰線,300萬年一周期,周而復始,永遠不會變動.坦翁逝世後的十年---1965年,天文學家用雷達探測水星的自轉周期是59天,原來一直以為是88天,則水星軌道總是如此,不會變動,符合相對論.現在是59天,說明水星原來的軌道不是如此,只是在幾億年之前才進入這種軌道的,而坦翁認為它只是每百年有43秒的進動,這是永遠不會變的.而實際上只是在幾億年之前才變成現在這樣,這使得坦翁在九泉之下也心神不安（資料出自《天文愛好者》1965/02宇宙消息欄內）---------------------------------------:yanghx 發表時間: 2002/05/20為什麼陀螺的「進動旋向」總是與自轉方向相同呢？

38.3秒/百年太小了（見附文《愛因斯坦傳》摘錄），可以參考地球的百年進動值：5020秒/百年，地球自轉軸的進動引起歲差。==========================《辭海》里說：歲差：地球進動引起春分點向西緩慢運行（速度每年50.2秒，約25800年運行一周）而使回歸年比恆星年短的現象，分日月歲差和行星歲差兩種：前者由月球和太陽吸引力產生的地球進動引起的；後者由行星引力產生的黃道面變動引起的。我國最早定出較為精確歲差值的是晉朝（公元330年前後）虞喜，他認為：「通爾計之，未盈百載，所差兩度」，得出「五十年退一度」的結論，使我國的曆法較早地區分了恆星年與太陽年。最早計算歲差的曆法是祖沖之的《大明曆》。=============================================另外，為什麼陀螺的「進動旋向」總是與自轉方向相同呢？是否應該從有進動時，球體內各點的「動量矩」之和不為零來考慮呢？（球體相對自轉軸的「動量矩」恆為零）----------------------------------附：《愛因斯坦傳》中說：「 第一個效應是水星近日點附加的進動。離太陽最近的水星，每繞太陽公轉一周，它離太陽最近那一點的位置就有些改變，這就是所謂水星近日點的進動。這是法國天文學家勒維里埃很早發現的一種現象。經觀測，每１００年進動５６００秒，考慮金星對水星的吸引以及其他種種因素，可以解釋５５５７秒，餘下的４３秒，卻無法解釋。人們說這是飄浮在牛頓的引力理論上空的一朵烏雲。根據廣義相對論理論，愛因斯坦否定了半個世紀以來許多天文學家的假設，他們認為存在一顆名叫「火神星」的行星，它就是水星近日點餘下４３秒進動的神秘原因。建立在牛頓萬有引力理論上的如此方法，曾精確有效地找到海王星，這次卻怎麼也不找不到「火神星」。愛因斯坦的解釋是根本不存在什麼「火神星」，只是因為太陽的存在引起了空間結構的改變，也因為牛頓的引力理論不夠精確，用到水星軌道的計算上發生了誤差，這才引起了一場漫長的誤會。愛因斯坦在全新解釋的基礎上，以富於創造性的引力場方程，精確算出了水星軌道的正確數值，並且與觀測到的數值完全一致，這個效應驗證成為愛因斯坦學說的一根牢固的支柱，新的引力理論誕生了，視廣義相對論為數學遊戲的攻擊開始退縮了。」------------------　　黃金書屋 youth整理校對 轉載請保留，謝謝！--------------------------------------------:mayinzuo 發表時間: 2002/05/20回復:這才是搞科學研究的真正的態度。

我在此並不對此貼的具體的內容作評論。而是對此科學研究的態度表示讚賞。我說過，搞科學研究理論，不能只從現成的教科書中的知識出發。因為教科書是已經被「過濾了的「知識」，是「凝固」化了的知識。真正搞科學理論研究，不是把現成的理論的結論當作出發點，恰恰相反，而是把它的結論或前提當作研究的對象，當作理論發展過程中的某一個階段。也就是說，真正搞科學理論研究的人，不僅是要學習研究現成的教科書中的內容，而重要的還是要研究其內容的來龍去脈。在研究其來龍去脈的重要方面也包括研究歷史上各個階段的理論的創始者的原著。因為在那裡才有真實的東西。比如，有人總是以確定的萬有引力為出發點，而實際上，在牛頓的原著中，牛頓是懷疑萬有引力的。同時，在研究某歷史上的科學理論的時候，也要研究當時的歷史的社會，生產力，人的生活方式等外在背景與人的認識手段及認識的關係，及其它當時與其競爭而「失敗」的其它的理論等等。「讀史明盛衰」。此貼就是真正搞科學研究者的態度的例子。比如此貼說到了當時的人們的對太陽的認識（燃燒的煤球）與現代人們對太陽的認識的區別；及當時人們的認為的所謂的「火神星」等敘述，就是有「歷史過程」的研究態度。只有此「歷史」態度的人，才可以有希望在科學理論的研究方面有發展有成功。否則，僅從教科書上獲得的知識，來辯論，這不是在研究，還是在學習。為什麼在上個世紀初會產生「相對論」？一定有其歷史的必然。馬赫的歷史功績，就是看到了確定牛頓的慣性運動狀態是需要參考系的。從而，就產生了「操作」上的問題。所以，相對論的本質就是「操作」的理論。而牛頓的理論是原理性質的理論。狹義相對論的操作的實質是通過「光信號」的測量的誤差（時賬尺縮）的修正來得到真實的時空（速度）。然而，相對論的後繼者們（一般是非原創性的學者）往往曲解了其理論真正的願意。所以，才產生了什麼對狹義相對論的「人的壽命也可以在光速的情況下延長」錯誤的理解。（當然，原創者有時也對自己的理論的意義不清楚。就像某個散文作家不知道自己的「散文」的風格一樣。）-------------------------------------------------:lqx8295 發表時間: 2002/05/20回復:地球進動與水星近日點進動是兩馬事

yanghx先生:地球進動即歲差,它使春分點每百年退行5026秒,在計算水星近日點進動時要扣除百年歲差值,還要扣除各行星的攝動影響,剩下來的才是異常進動值,勒威耶用的是1661～1848年間的觀測資料進行計算的,即38.3秒/百年,這個數字的確太小了,但是它的確是水星近日點在這將近兩百年間的進動值,它不符合廣義相對論,那就是水星走錯了道,它沒有按廣義相對論的走法來運行,所以錯在水星,而廣義相對論是不能錯的?這種道理正確嗎?還有恩克彗星的周期不斷縮短,按廣義相對論周期應該為定值,不應縮短,所以恩克彗星也走錯了,相對論是不會錯的?這種思唯方式對嗎?如果還有一位愛果斯坦創立了「泛義相對論」,由它計算出來的水星近日點的進動值是100秒/百年,這且不是要把紐康的43.37和勒威耶的38.3都說成是太小了嗎?您這是用理論來檢驗實際,搞反了吧!

http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-16345.html

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