【汉语拼音】shuixing jinridian jindong wenti
【中文词条】水星近日点进动问题
【外文词条】problem of the advance of Mercury's perihelion
【作者】童傅
         根据牛顿万有引力定律计算的水星近日点进动值与观测值的分歧。1859年﹐法国天文学家勒威耶发现水星近日点进动的观测值﹐比根据牛顿定律算得的理论值每世纪快38﹐并猜测这可能是一个比水星更靠近太阳的水内行星吸引所致。可是经过多年的辛勤搜索﹐这颗猜测中的行星始终毫无踪影。纽康测定这个值为每世纪 43。他提出﹐这可能是那些发出黄道光的弥漫物质的阻尼所造成的。但是﹐这种假设又不能解释其他几颗行星的运动。于是纽康就怀疑万有引力定律中的平方反比规律有问题。为了能同时解释几颗内行星的实际运动﹐纽康求出了引力应与距离的2+1.574×10次方成反比。十九世纪末﹐电磁理论发展的早期﹐韦伯﹑黎曼等人也都曾试图用电磁理论来解释水星近日点的进动问题﹐但均未能得出满意的结果。
         1915年﹐爱因斯坦发表了著名的广义相对论﹐成功地解释了这个问题。根据广义相对论﹐行星公转一圈后近日点进动为﹕
        ﹐
        式中c 为光速﹐T ﹑a ﹑e 分别为轨道周期﹑半长径和偏心率。对于水星﹐此值与牛顿万有引力定律所得的差值为每世纪4303。这与观测值十分接近﹐成为天文学对广义相对论的最有力的验证之一。
         但是﹐这里仍存在两个问题﹕首先﹐根据牛顿定律﹐水星近日点应有每世纪＝5﹐557.62角秒的进动﹐其中的90％是由坐标系的岁差(见岁差和章动)引起﹐其余的部分是由其他行星﹐特别是金星﹑地球和木星的摄动引起的﹔而实际观测值为 =5﹐600.73角秒﹐二者相减得每世纪 43.11角秒。因此﹐岁差常数的任何微小变动﹐如有万分之一的变动﹐都会直接影响到对广义相对论的验证﹐而这种变化是完全可能的。其次﹐影响水星近日点进动的因素很多﹐任何一个微小的因素﹐例如太阳的扁率﹐对它都有直接影响。因此﹐这个问题尚需继续研究。