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郭宏斌:水星轨道进动也可用牛顿力学合理解释

网易科技报道 http://tech.163.com
2005-04-20 15:43:29 来源: 网易科技   不良信息举报

摘要

水星轨道的近日点进动,是因陨石的冲击引起,冲击水星的几块较大陨石,大多是在水星由近日点向远日点移动时,冲击在水星背向太阳一侧,而水星由远日点向近日点移动时,又冲击在水星面对太阳一侧。从而造成水星通过近日点轨道时,太阳位置并不在近日点轨道的焦点位置,而是相对正常焦点位置,向水星轨道朝远日点运动一侧略偏侧后的方向明显偏离,这样就必然会引起水星向远日点移动时,运动轨迹向前一轮轨道内侧明显偏移的近日点进动特征了。

水星轨道的近日点和轨道长轴进动,是爱因斯坦否定牛顿万有引力理论,并建立广义相对论引力理论所依据的一个重要事实,但对这一问题如应用牛顿力学基本原理,再结合正确的太阳系演化模式,要合理解释一点不难,只是在由于人们过去不能建立太阳系起源以来的水星正确演化历史,才使这一问题成为让人怀疑牛顿引力理论是否正确的否定证据。

事实上水星的这一轨道进动现象,主要是由演化形成的,在太阳系形成时水星轨道尽管也是椭圆,但偏心率远比现在小,也不存在明显进动现象。

但在39亿年前,原位于现陨石性小行星轨道区的2.8天文单位行星发生爆炸破碎,产生了大量陨石小行星,这些小行星受爆炸时产生应力的作用轨道各异,其中有一部分会形成具有很大偏心率的长椭圆轨道,并在随后不断冲击太阳系各大行星。

其中冲击水星的几块较大陨石,大多是在水星由近日点向远日点移动时,冲击在水星背向太阳一侧,而水星由远日点向近日点移动时,又冲击在水星面对太阳一侧。

这两种冲击的作用,都是使水星由近日点向远日点移动时,运动轨迹向前一轮轨道的内侧偏移。从而和太阳引力增强运动加快,到远日点时可运动到离太阳更远距离。

而由远日点向近日点移动时,又一定幅度移动到前一轮环绕轨迹外侧,受太阳引力减少,运动减慢,回到前一轮轨道近日点方向时,实际运动位置比前一轮轨道远的多。无法被太阳引力加速到可开始做远离太阳运动。这样就会在太阳引力作用下继续接近太阳,直到太阳引力作用下的轨道切线运动速度,达到可做离开太阳运动时,才会开始向远日点移动。

换一个说法,也就是水星在通过太阳附近的近日点轨道时,太阳并不在水星近日点轨道的焦点位置上,而是相对正常焦点位置,明显向水星轨道向远日点运动一侧略偏向侧后的方向偏离,这样就必然会引起向远日点移动时,运动轨迹向前一轮轨道内侧明显偏移的近日点进动特征了。

而近日点一旦发生进动,行星继续向远日点移动时,轨道又会再移到前一轮轨道内侧,这样再返回近日点时,轨道又会移到前一轮轨道外侧,从而引起轨道近日点再次进动,周而复始,水星的绕日轨道就会一直具进动特征了……

有人也许会不愿听地打断说,牛顿力学和相对论的最大分歧不是什么水星轨道怎么形成,而是应用相对论可很好解释水星轨道进动移动幅度很大的问题,但应用牛顿力学现有公式却无法合理解释。所以你在上面不厌其烦介绍什么轨道进动成因,不是离题太远了吗?

但其实笔者上面的介绍并未离题,因为根据笔者前述水星轨道进动成因理论,正好是可完全不考虑相对论效应,就合理解释水星轨道近日点移动幅度大问题。

这是因为当水星轨道进动,是由陨石冲击造成时,则轨道进动幅度大小,完全是由单个陨石冲击强度,或多个陨石的累积冲击总效应决定,而从已有宇宙飞船及大型天文望远镜等拍的照片来看,水星上是有不少巨大的陨石冲击成因盆地的。

例如位于日下点的卡路里盆地(也称热盆地)就直径很大,冲击形成这一盆地的陨石,当然也会质量很大,这一陨石冲击时如是按前面所述机制进行,受冲击后可引起的水星轨道进动幅度就很大了。

除了引起卡路里盆地形成的陨石外,冲击水星的质量很大陨石还有不少,这些陨石中的大多数如也按前面所述机制进行冲击,则其作用就会和致使卡路里盆地形成的陨石冲击作用相互叠加,这样可引起的水星轨道进动幅度就更大了。

而包括形成卡路里盆地的大部分质量很大冲击陨石,全都根据上述机制对水星进行冲击,也是有很大发生概率的,所以通过巨大陨石冲击,使水星轨道产生像现在一样大进动幅度是完全可能的。

当然对于水星轨道进动成因,还有水星由从外行星轨道,通过很开展的螺旋渐开线方式,移动到现在位置环绕产生进动,以及因水星和太阳系其它天体(如偏心率极大并可进入靠近太阳区域运动的质量很大陨石类小行星),相互接近吸引引起变轨进动等模式,限于篇幅这里不一一再述,但这二种模式中的水星轨道进动成因,也全都是演化的结果,与任何引力的相对论效应无关。

另外对通过陨石冲击以及其他两种方式,使水星轨道产生现有幅度进动,也完全可进行精确定量计算,但其所使用的计算方法,当然不会和人们正广泛使用的牛顿式天体力学标准计算公式相同,不过进行这样计算时,却完全可肯定是要应用与相对论无关的牛顿力学最基本原理进行。

所以牛顿力学原理虽然需要发展改进,但其最基本的基础是正确的,而爱因斯坦相对论在水星轨道进动解释方面,则完全没有应用的必要。·

郭宏彬 山西省太谷县医药药材公司 030800 刘韧锋 [返回首页]

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