水星进动的理论解释
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 18:17:31
水星进动的理论解释
水星进动的理论解释
水星进动的理论解释
水星进动. 水星的轨道偏离正圆程度很大,近日点距太阳仅四千六百万千米,远日点却有7 千万千米,在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行,称为水星进动.
水星近日点的进动
水星是距太阳最近的一颗行星,按牛顿的理论,它的运行轨道应当是一个封闭的椭圆.实际上水星的轨道,每转一圈它的长轴也略有转动.长轴的转动,称为进动.经过观察得到水星进动的速率为每百年1°33′20〃,而天体力学家根据牛顿引力理论计算,水星进动的速率为每百年1°32′37〃.两者之差为每百年43〃,这已在观测精度不容许忽视的范围了.
为了给这个差异一个合理的解释,曾经成功地预言过海王星存在的天文学家勒维耶预言在太阳附近还有一颗未被发现的小行星.由于这颗小行星的作用,导致了水星“多余”进动.经过多年仔细的搜索,无人发现这颗小行星.看来勒维耶的神算这一次落空了.
原因在哪里?原来在牛顿力学里,行星自转是不参与引力相互作用的.在牛顿的万有引力公式中只有物体的质量因子,而没有自转量,即太阳对行星的引力大小只与太阳和行星的质量有关,而与它们的自转快慢无关.
但是,在广义相对论里,引力不仅与物体的质量因子有关,而且也与物体的自转快慢有关.两个没有自转的物体之间的引力与它们自转起来之后的引力是不同的.这一效应会引起自转轴的进动,行星在运动过程中,它的自转轴会慢慢变化.对于太阳系的行星来说这个效应太小了,不易被察觉,更何况还有其他的因素也会造成行星自转轴的变化.
根据爱因斯坦引力场方程计算得到的水星轨道近日点进动的理论值与观测值相当符合.此外,后来观测到的地球、金星等行星近日点的进动值也与广义相对论的计算值吻合得相当好.
广义相对论是怎样被验证的
http://www.51.ca/digest/showdigest.php?digestid=32867