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水星近日点的进动
水星是距太阳最近的一颗行星。按照牛顿的引力理论,在太阳的引力作用下,水星的运动轨道将是一个封闭的椭圆形。但实际上水星的轨道并不是严格的椭圆,而是每转一圈它的长轴也略有转动。长轴的转动.就称为进动。水星的进动速率是每一百年1°33’20”。进动的原因是由于作用在水星上的力,除了太阳的引力(这是最主要的)外。还有其它各个行星的引力。后者很小,所以只引起缓慢的进动。天体力学家根据牛顿引力理论证明,由于地球参考系以及各行星引起的水星轨道的进动,总效果应当是1°32”37’/百年,而不是 1°33‘20“/百年。二者之差虽然很小,只有 43”/百年,但是已在观测精度不容许忽略的范围了。  水星的进动是法国天文学家勒维烈发现的。勒维烈(Le Verrier,Urbain Jean Joseph,1811—1877)法国天文学家,生于诺曼底半岛圣诺镇的一个小职员家庭。出身贫寒,为了到巴黎念书,他父亲甚至卖掉了一间房子。在巴黎,勒维烈考上了综合技术学校。大学毕业后,他先是在盖—吕萨克的实验里当实验员,1828—1830年在卡昂学院学习,对数学具有浓厚的兴趣。1831在巴黎圣路易学院学习,毕业后曾在某化学实验室工作。他利用工作之余从事天文学的研究。1837年在巴黎工科大学任教。1846年任巴黎大学理学院教授。1847年被选为英国皇家学会会员。从1854年起,担任巴黎天文台台长,直到逝世。  勒维烈与亚当斯同时分别用数学方法推算出当时尚未发现的海王星的位置。取得这一成就时,他不过30岁。此外,勒维烈发表过太阳系各行星轨道变化情况的研究成果,重新计算出太阳系各大行星的轨道运动,并编成了星历表。他还发现水星轨道的近日点有异常的进动,水星轨道每百年进动5600.7角秒,但是,按牛顿万有引力定律计算,每百年进动只有5557.6角秒,两者每百年相差约43角秒。当时猜想可能在水星轨道内还有一颗尚未发现的行星,由于这颗行星的引力作用才使水星轨道呈一种花瓣状。有人还给那颗未知行星起名为“火神星”。从那以后的一百多年里,人们始终没有找到“火神星”。因此,水星近日点的反常进动成了一个令人困惑的难题。  就这样,小小的每百年43角秒,在以牛顿力学为基础的天体力学中一直是个谜。不过,每百年43角秒的确是太小太小了,比起整个牛顿理论体系中那么大那么大的成功来说,它是微不足道的。 在1919年,爱因斯坦发表了广义相对论,将水星的进动解释为太阳引力造成的时空弯曲效应。按说对一种观测现象提出解释是很正常的,这完全是打哪指哪的事情。令人不解的是,人们竟然将水星的进动说成是广义相对论的三大验证之一。难道针对水星的进动提出的解释还能用水星的进动来验证吗? 还有一些人,连水星的进动是什么时间发现的都不知道,将水星的进动说成是广义相对论的三大预言之一。还有一些人,连水星每百年进动5600.7角秒都不知道,将水星的进动说成是每百年43角秒,也敢声称进行过精密计算。  其实,在19世纪,人们还将太阳想象为一个巨大的煤球,并且总是将星球处理成一个质点。而实际上太阳是一个半液态球,其上进行着强烈的热核反应。太阳的不稳定性肯定会造成太阳质量中心的波动,太阳占据了太阳系总质量的99.86%,并且离水星的距离最近 ,太阳系的其他行星尚且使水星产生每百年5557.6角秒的进动,太阳质量中心的波动使水星产生每百年43角秒的进动不是很正常的事情吗? 由此,我得出以下结论:1, 水星的公转周期为88天,由于其他行星的位置不同,水星的每个公转周期的进动值不同。2, 由于太阳的不稳定性是不可预测的,水星的每个公转周期具有不可预测的附加进动值。3, 每百年约43角秒的附加进动值是勒维烈观测时的数值,不同时期的观测会得出不同的数值。 以水星的公转周期来进行观测,以便验证以上的结论,应该不是太难,不过我是做不到了。
回复:您有两点小错误
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wangjqq先生;您有两点小错.1 广义相对论是1916年完成的,不是1919年.坦翁在1907年提出等效原理,1913年提出万有引力即度规场,在此基础上于1916年完成广义相对论.2 勒威耶计算出来的水星近日点进动值是38.3秒/百年,他利用了1661,1667年以来的观测资料,纽康计算的是43.37秒/百年,他用的是1861年以后的观测资料.广义相对论计算出来的是43.03秒/百年.于是纽康就成了坦翁的救命恩人.但是38.3总是使他心神不安宁,因为38.3完全否定了广义相对论.还有很多天文实事否定它.所以坦翁在1922年对兰佐说他的理论只不过是一个过渡,是短命的.这使兰佐大吃一惊,问他,他也不则声,只是闷闷不乐.就是38.3使他伤心,还有恩克彗星的周期不断缩短更使他头痛,还有天王星,海王星的偏离,还有P-W彗星的近日点倒退都在与广义相对论唱反调……
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:lqx8295 发表时间: 2002/05/20
回复:谢谢您的夸奖,还有使坦翁在九泉之下不得安宁的
按广义相对论水星轨道是一条玫瑰线,300万年一周期,周而复始,永远不会变动.坦翁逝世后的十年---1965年,天文学家用雷达探测水星的自转周期是59天,原来一直以为是88天,则水星轨道总是如此,不会变动,符合相对论.现在是59天,说明水星原来的轨道不是如此,只是在几亿年之前才进入这种轨道的,而坦翁认为它只是每百年有43秒的进动,这是永远不会变的.而实际上只是在几亿年之前才变成现在这样,这使得坦翁在九泉之下也心神不安(资料出自《天文爱好者》1965/02宇宙消息栏内)
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:yanghx 发表时间: 2002/05/20
为什么陀螺的“进动旋向”总是与自转方向相同呢?
38.3秒/百年太小了(见附文《爱因斯坦传》摘录),可以参考地球的百年进动值:5020秒/百年,地球自转轴的进动引起岁差。==========================《辞海》里说:岁差:地球进动引起春分点向西缓慢运行(速度每年50.2秒,约25800年运行一周)而使回归年比恒星年短的现象,分日月岁差和行星岁差两种:前者由月球和太阳吸引力产生的地球进动引起的;后者由行星引力产生的黄道面变动引起的。我国最早定出较为精确岁差值的是晋朝(公元330年前后)虞喜,他认为:“通尔计之,未盈百载,所差两度”,得出“五十年退一度”的结论,使我国的历法较早地区分了恒星年与太阳年。最早计算岁差的历法是祖冲之的《大明历》。=============================================另外,为什么陀螺的“进动旋向”总是与自转方向相同呢?是否应该从有进动时,球体内各点的“动量矩”之和不为零来考虑呢?(球体相对自转轴的“动量矩”恒为零)----------------------------------附:《爱因斯坦传》中说:“ 第一个效应是水星近日点附加的进动。离太阳最近的水星,每绕太阳公转一周,它离太阳最近那一点的位置就有些改变,这就是所谓水星近日点的进动。这是法国天文学家勒维里埃很早发现的一种现象。经观测,每100年进动5600秒,考虑金星对水星的吸引以及其他种种因素,可以解释5557秒,余下的43秒,却无法解释。人们说这是飘浮在牛顿的引力理论上空的一朵乌云。根据广义相对论理论,爱因斯坦否定了半个世纪以来许多天文学家的假设,他们认为存在一颗名叫“火神星”的行星,它就是水星近日点余下43秒进动的神秘原因。建立在牛顿万有引力理论上的如此方法,曾精确有效地找到海王星,这次却怎么也不找不到“火神星”。爱因斯坦的解释是根本不存在什么“火神星”,只是因为太阳的存在引起了空间结构的改变,也因为牛顿的引力理论不够精确,用到水星轨道的计算上发生了误差,这才引起了一场漫长的误会。爱因斯坦在全新解释的基础上,以富于创造性的引力场方程,精确算出了水星轨道的正确数值,并且与观测到的数值完全一致,这个效应验证成为爱因斯坦学说的一根牢固的支柱,新的引力理论诞生了,视广义相对论为数学游戏的攻击开始退缩了。”------------------  黄金书屋 youth整理校对 转载请保留,谢谢!
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:mayinzuo 发表时间: 2002/05/20
回复:这才是搞科学研究的真正的态度。
我在此并不对此贴的具体的内容作评论。而是对此科学研究的态度表示赞赏。我说过,搞科学研究理论,不能只从现成的教科书中的知识出发。因为教科书是已经被“过滤了的“知识”,是“凝固”化了的知识。真正搞科学理论研究,不是把现成的理论的结论当作出发点,恰恰相反,而是把它的结论或前提当作研究的对象,当作理论发展过程中的某一个阶段。也就是说,真正搞科学理论研究的人,不仅是要学习研究现成的教科书中的内容,而重要的还是要研究其内容的来龙去脉。在研究其来龙去脉的重要方面也包括研究历史上各个阶段的理论的创始者的原著。因为在那里才有真实的东西。比如,有人总是以确定的万有引力为出发点,而实际上,在牛顿的原著中,牛顿是怀疑万有引力的。同时,在研究某历史上的科学理论的时候,也要研究当时的历史的社会,生产力,人的生活方式等外在背景与人的认识手段及认识的关系,及其它当时与其竞争而“失败”的其它的理论等等。“读史明盛衰”。此贴就是真正搞科学研究者的态度的例子。比如此贴说到了当时的人们的对太阳的认识(燃烧的煤球)与现代人们对太阳的认识的区别;及当时人们的认为的所谓的“火神星”等叙述,就是有“历史过程”的研究态度。只有此“历史”态度的人,才可以有希望在科学理论的研究方面有发展有成功。否则,仅从教科书上获得的知识,来辩论,这不是在研究,还是在学习。为什么在上个世纪初会产生“相对论”?一定有其历史的必然。马赫的历史功绩,就是看到了确定牛顿的惯性运动状态是需要参考系的。从而,就产生了“操作”上的问题。所以,相对论的本质就是“操作”的理论。而牛顿的理论是原理性质的理论。狭义相对论的操作的实质是通过“光信号”的测量的误差(时账尺缩)的修正来得到真实的时空(速度)。然而,相对论的后继者们(一般是非原创性的学者)往往曲解了其理论真正的愿意。所以,才产生了什么对狭义相对论的“人的寿命也可以在光速的情况下延长”错误的理解。(当然,原创者有时也对自己的理论的意义不清楚。就像某个散文作家不知道自己的“散文”的风格一样。)
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:lqx8295 发表时间: 2002/05/20
回复:地球进动与水星近日点进动是两马事
yanghx先生:地球进动即岁差,它使春分点每百年退行5026秒,在计算水星近日点进动时要扣除百年岁差值,还要扣除各行星的摄动影响,剩下来的才是异常进动值,勒威耶用的是1661~1848年间的观测资料进行计算的,即38.3秒/百年,这个数字的确太小了,但是它的确是水星近日点在这将近两百年间的进动值,它不符合广义相对论,那就是水星走错了道,它没有按广义相对论的走法来运行,所以错在水星,而广义相对论是不能错的?这种道理正确吗?还有恩克彗星的周期不断缩短,按广义相对论周期应该为定值,不应缩短,所以恩克彗星也走错了,相对论是不会错的?这种思唯方式对吗?如果还有一位爱果斯坦创立了“泛义相对论”,由它计算出来的水星近日点的进动值是100秒/百年,这且不是要把纽康的43.37和勒威耶的38.3都说成是太小了吗?您这是用理论来检验实际,搞反了吧!

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



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直到今天, 科学家们依然以验证广义相对论为荣。 来自:【新民周刊】
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