除了自转和公转,地球还有别的运动吗?( 二 )

在天文学中 , 岁差是指天体的自转或轨道参数中的任何一个缓慢变化 。 一个重要的例子是地球自转轴的方向的稳定变化 , 称为昼夜平分点的进动(轴进动) 。 下文我们将分开讲述 。

水星公转轨道进动

地球的公转轨道进动

行星围绕太阳的轨道并不是每次都遵循一个相同轨迹的椭圆 , 而实际的情况时这些轨迹会描绘出一个花瓣形状 , 因为每颗行星的椭圆轨道的主轴也在其轨道平面内发生进动 , 部分原因时以回应其他行星的引力改变所施加的摄动 。 这种现象叫做近日点进动或拱点进动 。

在地球的不同椭圆公转中 , 我们可以得知地球在做拱点进动 。 当地球绕太阳运行时 , 它的椭圆轨道随时间逐渐旋转 。 在太阳系中 , 大多数轨道的离心率要小得多 , 进动速度要慢得多 , 这使得它们几乎是圆形的和静止的 。

按照牛顿力学 , 行星的轨道是以太阳为一个焦点的椭圆 。 然而观测结果与此略有歧离 。 以最靠近太阳的水星为例 , 虽然它在每一周期中的轨道很接近椭圆 , 但两个相邻周期的两个“椭圆”的长轴并不重合 , 表现在它的近日点( perihe-lion)的微小改变上 。 随着时间的推移由于积累效应 , “椭圆”的长轴(因而近日点)绕太阳的缓慢转动变得可以观测 。 这现象叫做近日点的进动 。 从1697年至1848年的天文观测表明水星近日点的进动率是每世纪5 600\"(\"代表角秒) 。 如何解释?法国数学家勒威耶(Le Verrier)用牛顿力学对水星运动做过长期研究 , 并于1859年再次发表研究报告 。 根据这一研究 , 水星近日点由于某些原因(例如其他行星的影响)的确应该进动 , 但所有原因造成的进动率也只有每世纪5557\"余下的每世纪43\"无法解释 , 这就是著名的“43秒问题” 。 他猜想这个43\"来自一个尚未认识的行星的影响并将它命名为祝融星( Vulcan) 。 由于不久之前他在预言海王星上取得巨大成功 , 很快就在国际天文学界掀起了寻找祝融星的热潮许多天文学家(包括业余的)先后报告他们发现了祝融星的踪迹但是要么禁不起考验 , 要么互相矛盾 。 虽然勒威耶在1878年去世时仍然坚信他的猜想 , 但是绝大多数天文学家都不认可 。 直至1915年爱因斯坦的广义相对论文章[爱因斯坦等《相对论原理》(1980中译本)

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