古人把水星比作“商人”,一生奔波。看到它一眼是很不容易的。據(jù)說(shuō),大天文學(xué)家哥白尼就從未見(jiàn)到它,竟在臨終時(shí)還遺憾不已。
水星離太陽(yáng)最近,它的個(gè)頭兒在大行星中排行第八。由于它遍體傷痕,看上去很像月亮,為此人們把它當(dāng)作月亮的“同胞兄弟”。
從哥白尼到牛頓,中間經(jīng)第谷和開(kāi)普勒等人的努力,最終建立了天體力學(xué)的理論。此后,人們利用牛頓的理論解釋了許多天文現(xiàn)象,例如,哈雷曾用牛頓力學(xué)算出了24顆彗星的軌道,指出1531、1607、1682年見(jiàn)到的大彗星是同一彗星。后來(lái),克雷·洛研究之后,預(yù)言1758年應(yīng)再度回歸,果然在1758年的圣誕節(jié)夜晚看到了它。這竟然是天文學(xué)家借助牛頓理論用一支筆和幾張紙算出來(lái)的一個(gè)太陽(yáng)系“新”成員。特別是借助牛頓理論預(yù)言海王星軌道的成功,使牛頓力學(xué)獲得了極高聲譽(yù),其中引力理論更加引人注目。
然而,法國(guó)天文學(xué)家勒威耶開(kāi)始注意水星的運(yùn)動(dòng)卻與牛頓理論有稍許偏差。這種偏差不但難以消除,而且有些令人不安。
我們知道,行星繞日運(yùn)行的軌道都是橢圓形狀(如圖),太陽(yáng)位于焦點(diǎn)F上。水星繞日運(yùn)行每到近日點(diǎn)A時(shí)都有一點(diǎn)偏差。這種偏差大約是每100年向前移動(dòng)(即進(jìn)動(dòng))560l”。利用牛頓理論計(jì)算,勒威耶發(fā)現(xiàn),還要多出38”,美國(guó)天文學(xué)紐康算出的是43”。紐康認(rèn)為,牛頓的萬(wàn)有引力定律中的r2不是整數(shù)次方,而是有一個(gè)小小的偏差。
1916年,愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)輪成功地解釋了水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的問(wèn)題。他的計(jì)算值得42″89,與實(shí)測(cè)值43″37很接近。這成為廣義相對(duì)論的一大驗(yàn)證。
然而,人們認(rèn)為愛(ài)因斯坦的理論仍不是最好的,特別是以往的驗(yàn)證未考慮到一種叫做“歲差常數(shù)”的變動(dòng),而它的微小變化都會(huì)影響廣義相對(duì)論的驗(yàn)證。此外,太陽(yáng)形狀的影響也不容忽視。1961年,美國(guó)天體物理學(xué)家布郎斯和迪克建立了一種新理論計(jì)算出太陽(yáng)的扁率,但直到80年代,其驗(yàn)證工作并不理想。
由此可見(jiàn),水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)問(wèn)題還未最終解決。
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