搜搜考试网天文：水星的近日点的进动与相对论有什么关系?
来源：学生作业帮 编辑：搜搜考试网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/08/17 06:04:00
天文：水星的近日点的进动与相对论有什么关系?
1859年,天文学家勒维利埃发现水星近日点进动的观测值,比根据牛顿定律计算的理论值每百年快38角秒.1882年,纽康姆经过重新计算,得出水星近日点的多余进动值为每百年快43角秒!他提出,有可能是水星因发出黄道光的弥散物质使水星的运动受到阻尼.1915年爱因斯坦在《用广义相对论解释水星近日点运动》计算了水星近日点的剩余进动.（注1）
爱因斯坦1915年对水星的进动,提出公式,解出水星一百年的进动为 43”.许多人以此作为支持爱因斯坦的理论的最重要证据之一!
对此,吴大猷先生谨慎地写道：“在水星之情形,观察的结果,需先做许多校正(如受其他星星之干扰等)这些校正总值达5160” 之巨,剩余43”实不及总值的百分之一.故理论与观察结果之吻合,似不宜遂作定论.但按专家们的意见,则以为观察是支持爱因斯坦的理论的.”（注2）
上世纪六十年代,人们发现太阳风.一般认为太阳通过太阳风每年损失3X10-14M⊙!
爱因斯坦1915年计算显然没有包括太阳风的概念!
讨论水星的进动,引入太阳风的概念意味之一是太阳每一百年对水星的引力至少减少3X10-12倍.
引入太阳风的概念意味之二是太阳风对水星的外推!依据动量守恒定律mv=M v’.m为水星所受到的太阳风作用,v为太阳风速度; M 为水星质量,v’为水星速度变化.
水星公转轨道数值约为5790000Km,水星公转轨道扁率约为0.2056.水星半径约为2439Km.球面面积公式S=4∏ .R.R.水星公转轨道球面面积约为421227.6x10 12Km2.水星面积约为4672114.5km2,两者之比为9.017x10 9.太阳质量约为1.99x10 33g,水星质量约为3.303x10 23g.考虑太阳系、银河系等均为平面结构的事实,可以假定太阳风主要散失在太阳赤道面.加之考虑水星公转轨道扁率、水星对太阳风的引力作用,对水星获得的太阳风物质予以增大,乘以系数100.则得100年水星获得的太阳风物质约为 3.32X10-20M⊙.
地球处太阳风的最大速度约为900 Km/S.太阳表面物质的最小脱离速度约为624 Km/S.取水星处太阳风速度约为780 Km/S.
将以上数值简单代入公式mv=M v’,可得每百年v’约为7.84X10-5m/S.
太阳风引起的引力变化与外推作用之和对水星每百年 43”的进动相比不是可以忽略不计的!
要知道水星公转周期约88地球日,水星每百年的运动100x4.14x360x60x60与每百年 43”的进动相比也是天文数字!
当然,我开始考虑太阳风因素时,我曾设想做天体的“N体”计算.但随着时间的变化,我认识这是我目前无法做到的.以上只能是提出问题,来抛砖引玉!
将太阳风因素引入 水星进动 的“N体”计算是否会支持爱因斯坦理论?
感觉告诉我,爱因斯坦1915年的水星进动计算很大程度上可以被认为是对牛顿方程进行系数调整以适应已知的43”!因为水星进动 的“N体”精确计算的篇幅至少会是数以百万字的,而不会只是一个普通论文篇幅!
未来会告诉我们一切!
爱因斯坦1915年对水星的进动,提出公式,解出水星一百年的进动为 43”.许多人以此作为支持爱因斯坦的理论的最重要证据之一!
对此,吴大猷先生谨慎地写道：“在水星之情形,观察的结果,需先做许多校正(如受其他星星之干扰等)这些校正总值达5160” 之巨,剩余43”实不及总值的百分之一.故理论与观察结果之吻合,似不宜遂作定论.但按专家们的意见,则以为观察是支持爱因斯坦的理论的.”（注2）
上世纪六十年代,人们发现太阳风.一般认为太阳通过太阳风每年损失3X10-14M⊙!
爱因斯坦1915年计算显然没有包括太阳风的概念!
讨论水星的进动,引入太阳风的概念意味之一是太阳每一百年对水星的引力至少减少3X10-12倍.
引入太阳风的概念意味之二是太阳风对水星的外推!依据动量守恒定律mv=M v’.m为水星所受到的太阳风作用,v为太阳风速度; M 为水星质量,v’为水星速度变化.
水星公转轨道数值约为5790000Km,水星公转轨道扁率约为0.2056.水星半径约为2439Km.球面面积公式S=4∏ .R.R.水星公转轨道球面面积约为421227.6x10 12Km2.水星面积约为4672114.5km2,两者之比为9.017x10 9.太阳质量约为1.99x10 33g,水星质量约为3.303x10 23g.考虑太阳系、银河系等均为平面结构的事实,可以假定太阳风主要散失在太阳赤道面.加之考虑水星公转轨道扁率、水星对太阳风的引力作用,对水星获得的太阳风物质予以增大,乘以系数100.则得100年水星获得的太阳风物质约为 3.32X10-20M⊙.
地球处太阳风的最大速度约为900 Km/S.太阳表面物质的最小脱离速度约为624 Km/S.取水星处太阳风速度约为780 Km/S.
将以上数值简单代入公式mv=M v’,可得每百年v’约为7.84X10-5m/S.
太阳风引起的引力变化与外推作用之和对水星每百年 43”的进动相比不是可以忽略不计的!
要知道水星公转周期约88地球日,水星每百年的运动100x4.14x360x60x60与每百年 43”的进动相比也是天文数字!
当然,我开始考虑太阳风因素时,我曾设想做天体的“N体”计算.但随着时间的变化,我认识这是我目前无法做到的.以上只能是提出问题,来抛砖引玉!
将太阳风因素引入 水星进动 的“N体”计算是否会支持爱因斯坦理论?
感觉告诉我,爱因斯坦1915年的水星进动计算很大程度上可以被认为是对牛顿方程进行系数调整以适应已知的43”!因为水星进动 的“N体”精确计算的篇幅至少会是数以百万字的,而不会只是一个普通论文篇幅!
未来会告诉我们一切!