天體運(yùn)動(dòng)新發(fā)現(xiàn)10個(gè)數(shù)學(xué)原理,將揭開(kāi)引力的本質(zhì)和宇宙起源?
第一部分, 10個(gè)天體數(shù)學(xué)原理的基本內(nèi)容概要
求證1:逃逸速度的數(shù)學(xué)公式
求證2:重力加速度的數(shù)學(xué)公式
求證3、引力極限推導(dǎo)計(jì)算公式
求證4、逃逸動(dòng)能與引力勢(shì)能的平衡方程
求證5:共核公轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)原理
驗(yàn)證6:人工重力太空艙的設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)原理:
驗(yàn)證7、天體自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的引力常數(shù)公式
驗(yàn)證8、天體公轉(zhuǎn)橢圓軌道的焦點(diǎn)原理猜想
驗(yàn)證9、自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面的幾何原理猜想
驗(yàn)證10、潮汐漲落的本質(zhì)與地球旋轉(zhuǎn)的速度差
第二部分:新發(fā)現(xiàn)的天體運(yùn)動(dòng)10個(gè)數(shù)學(xué)原理的推演與證明
1、求證1:逃逸速度公式
2、求證2:重力加速度公式
3、求證3、引力極限值的計(jì)算推導(dǎo)
4、求證4、逃逸動(dòng)能與引力勢(shì)能的平衡方程
5、求證5:共核公轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)原理
6、驗(yàn)證6:人工重力艙設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)原理:
7、驗(yàn)證7、新的引力常數(shù)與牛頓的萬(wàn)有引力常數(shù)關(guān)系
8、驗(yàn)證8、自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面的幾何原理猜想
9、驗(yàn)證9、天體公轉(zhuǎn)橢圓軌道的焦點(diǎn)原理猜想
10、驗(yàn)證10、潮汐漲落與地球旋轉(zhuǎn)速差關(guān)系
附:共核公轉(zhuǎn)原理的推導(dǎo)與證明
第一:利用開(kāi)普勒定律證明。
第二:利用公轉(zhuǎn)動(dòng)能守恒原理推導(dǎo)證明。
第三:在太陽(yáng)系中,各個(gè)行星的軌道半徑和速度平方的積近似的等于同一個(gè)常數(shù)。
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溫馨提示:本文第一部分是內(nèi)容概要,幾分鐘就可了解基本內(nèi)容;第二部分是詳解,有興趣的讀者看完第一部分后,可以選擇繼續(xù)深入細(xì)讀。
以下為新發(fā)現(xiàn)的10個(gè)天體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)原理,敬請(qǐng)全球?qū)W者幫助,共同論證與驗(yàn)證、合作與發(fā)表,或懸賞驗(yàn)證結(jié)論,也接受批評(píng)和挑戰(zhàn)。
所有自轉(zhuǎn)天體,任意處的順自轉(zhuǎn)逃逸速度Vt和該點(diǎn)的自轉(zhuǎn)線速度V1的平方和,總等于兩極逃逸速度V0的平方。
即:Vt^2+V1^2=V0^2 (1.1)
所有自轉(zhuǎn)天體內(nèi)外任一處的重力加速度g,等于該點(diǎn)逃逸速度Vt的平方與其2倍質(zhì)心距離d的比值。
結(jié)合(1.1)代入有:
g ==Vt^2/2d =(V0^2-V1^2)/2d (2.1)
質(zhì)心是指天體的質(zhì)量平衡中心點(diǎn),或天體旋轉(zhuǎn)的平衡重心,以下同。
根據(jù)牛頓理論,質(zhì)量為m的物體其重力G=mg,
根據(jù)上述的重力加速度公式,就有新的重力公式:
G=m(V0^2-V1^2)/2d=mVt^2/2d(3.1)
若地球上有一處的自轉(zhuǎn)線速度是V1=0.465km/s,此處與地球質(zhì)心的距離是d1=R=6400km,而當(dāng)V0=V1=11.2km/s時(shí),物體則處于失重狀態(tài)。
根據(jù)自轉(zhuǎn)線速度和質(zhì)心距離的關(guān)系公式:
V1/ V2 = d1/ d2(3.2)
可以算出失重的質(zhì)心距離d2為:
d2≈154150km(3.3),
d2就是地球的引力極限值,此距離表示地球的引力極限邊界,即物體完全失重狀態(tài)時(shí)與質(zhì)心的距離。
自轉(zhuǎn)天體的任意地點(diǎn)的逃逸速度Vt的動(dòng)能Ed,與該地點(diǎn)的引力勢(shì)能Ey是一對(duì)平衡方程,引力勢(shì)能等于物體的質(zhì)量m、該處的重力加速度g和該地點(diǎn)到天體質(zhì)心的距離d的乘積。
于是有:Ed=Ey,即:
1/2mVt^2 =1/2m(V0^2-V1^2)=mgd (4.1)
化簡(jiǎn)可得:
Vt^2 =V0^2-V1^2=2gd (4.2)
g ==Vt^2/2d =(V0^2-V1^2)/2d (4.3)
這就是逃逸速度公式(1.1)和重力加速度公式(2.1)的推導(dǎo)和證明。
在不受其它外體系干擾的前提下,繞同一核心公轉(zhuǎn)的多個(gè)天體,其軌道半徑R(兩天體的質(zhì)心距離)與速度V的平方的乘積總等于共核公轉(zhuǎn)常數(shù)q。即:
R1v1^2=R2v2^2=R3v3^2=…q(5.2)
例如:太陽(yáng)系的所有行星就是一個(gè)共核公轉(zhuǎn)系,每個(gè)行星的公轉(zhuǎn)半徑與速度平方的乘積都等于同一個(gè)常數(shù)。
根據(jù)以上天體的數(shù)學(xué)原理,可以制造不失重的太空艙或宇宙飛船。(詳見(jiàn)第二部分)
卡文迪許測(cè)定的引力常數(shù)事實(shí)上是不適用于天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的,正確的天體引力常數(shù)公式有兩個(gè):
1、自轉(zhuǎn)引力常數(shù)公式:等于兩極逃逸速度V0的平方和質(zhì)心距離d的積,再與自轉(zhuǎn)天體質(zhì)量m的比值。即:
G=dV0^2/m(7.2)
這是指天體自轉(zhuǎn)的引力常數(shù),在天體引力極限內(nèi)非公轉(zhuǎn)體系中適用。
2、公轉(zhuǎn)引力常數(shù)公式:等于天體公轉(zhuǎn)速度V的平方和兩天體質(zhì)心距離R的積,再與兩個(gè)天球質(zhì)量之和M+m的比值.即:
G=RV^2/M+m(7.3)
這是共核公轉(zhuǎn)引力常數(shù),只適用于共核公轉(zhuǎn)天體。
這是對(duì)牛頓萬(wàn)有引力定律的修改,表明牛頓的萬(wàn)有引力公式不是通用的天體運(yùn)動(dòng)公式,引力的本質(zhì)將有新的詮釋。
天體公轉(zhuǎn)的橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn)分別是:公轉(zhuǎn)天體的質(zhì)心點(diǎn)和共核公轉(zhuǎn)系的天球質(zhì)心點(diǎn)。
這是一個(gè)關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的天體幾何問(wèn)題的猜想,請(qǐng)求全球?qū)W者觀察和驗(yàn)證。
1、自轉(zhuǎn)天體的自轉(zhuǎn)虛軸,必定落在自轉(zhuǎn)天體質(zhì)心點(diǎn)和以自轉(zhuǎn)軸延伸的天球的質(zhì)心點(diǎn)的連線上。
2、天體的公轉(zhuǎn)軌道面,必定落在公轉(zhuǎn)天體的質(zhì)心點(diǎn)和共核系的天球質(zhì)心點(diǎn)的連線上。
3、天體的自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面的交點(diǎn)就是該天體的質(zhì)心點(diǎn)。
4、天體和天球的質(zhì)心點(diǎn)改變,都將引起自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面的變化,這是歲差和進(jìn)動(dòng)、章動(dòng)現(xiàn)象的本質(zhì)。
這是4個(gè)猜想,懇求全球?qū)W者觀察和驗(yàn)證。
潮汐現(xiàn)象的本質(zhì)是:由于天體旋轉(zhuǎn)速度存在加速度或減速度變化,星體自轉(zhuǎn)速度或公轉(zhuǎn)速度在潮汐前后存在速度差,從而引起海水(內(nèi)部構(gòu)成體)前傾后仰的慣性現(xiàn)象。
請(qǐng)求學(xué)者實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:地球海洋潮汐前后所處的地點(diǎn),總是存在地球的自轉(zhuǎn)速度差或公轉(zhuǎn)速度差。
前言:以下是新發(fā)現(xiàn)的宇宙天體的10個(gè)數(shù)學(xué)原理或猜想的詳述,求助全世界學(xué)者驗(yàn)證,每一個(gè)數(shù)學(xué)原理若得到應(yīng)證,都將是重大的天體物理規(guī)律與天體自然法則,是物理學(xué)的新的重大發(fā)現(xiàn),將揭開(kāi)引力的本質(zhì)和宇宙起源的問(wèn)題。
因?yàn)楸纠碚撋婕暗脚nD意義的萬(wàn)有引力理論的修正和部分否定,對(duì)于這類動(dòng)搖權(quán)威的理論,中國(guó)學(xué)術(shù)期刊明確表示為不審即退的稿件,即不給予刊發(fā),故在此發(fā)表,誠(chéng)懇地向全球?qū)W者懸賞求助、合作驗(yàn)證與發(fā)表、同時(shí)接受批評(píng)和挑戰(zhàn)。
所有自轉(zhuǎn)天體,任意處的順自轉(zhuǎn)逃逸速度Vt和該點(diǎn)的自轉(zhuǎn)線速度V1的平方和,總等于兩極逃逸速度V0的平方。
即:Vt^2+V1^2=V0^2 (1.1)(后有推演證明)
注:順自轉(zhuǎn)逃逸速度是指逃逸方向與自轉(zhuǎn)方向一致,后面所述的逃逸速度均指順自轉(zhuǎn)逃逸速度
變形(1.1)為:
Vt^2= V0^2 - V1^2 (1.2)
這表示,天體任意處的逃逸速度的平方總是等于兩極逃逸速度與該處自轉(zhuǎn)線速度的平方差。
兩極自轉(zhuǎn)線速度為零,所以逃逸速度達(dá)到最大值。事實(shí)上,兩極逃逸速度是一個(gè)不變常量,稱為逃逸速度常量。
例如:地球的逃逸速度常量可以計(jì)算得到:V0≈11.2km/s。(后述推導(dǎo))
在公式(1.2)中,由于V0是常量,所以:
顯然,天體上任意處的逃逸速度的大小決定該處線速度的大小,因此:
緯度越高,自轉(zhuǎn)線速度越小,則逃逸速度就越大;海拔越高,自轉(zhuǎn)線速度就越大,逃逸速度就越小;越接近質(zhì)心,自轉(zhuǎn)線速度就越小,逃逸速度就越大。
所有自轉(zhuǎn)天體內(nèi)外任一地點(diǎn)的重力加速度g,等于該點(diǎn)逃逸速度Vt的平方與其2倍質(zhì)心距離d的比值。即:
g ==Vt^2/2d (2.1)
注:質(zhì)心是指天體質(zhì)量平衡對(duì)稱的中心點(diǎn),或者說(shuō)是天體旋轉(zhuǎn)的平衡重心點(diǎn),而不是天體的球心。
將(1.2)代入(2.1)可得到:
g =(V0^2-V1^2)/2d=Vt^2/2d (2.2)(V0為常量)
(2.2)就是重力加速度的計(jì)算公式,是一個(gè)與逃逸速度、自轉(zhuǎn)線速度和質(zhì)心距離相關(guān)的變量公式。
此公式表明:
重力加速度是由自轉(zhuǎn)線速度和質(zhì)心距離決定的,并隨緯度減小而變小,隨海拔增加而變小,距離天體質(zhì)心越近,重力加速度越大,反之也成立。
重力加速度在地表時(shí)兩極值最大,是因?yàn)閮蓸O的自轉(zhuǎn)速度為零。
如果天體無(wú)限增大,當(dāng)赤道邊緣的自轉(zhuǎn)線速度達(dá)到與天體逃逸速度常量相等時(shí),重力加速度為零;當(dāng)天體無(wú)限縮小,質(zhì)心距離就無(wú)限接近質(zhì)心,則重力加速度接近無(wú)窮大。
根據(jù)牛頓理論,質(zhì)量為m的物體其重力公式是:G=mg,
因?yàn)檫@里:
g =(V0^2-V1^2)/2d=Vt^2/2d(2.2),
于是:
G=m(V0^2-V1^2)/2d=mVt^2/2d(3.1)
這表明,物體的重力大小是與質(zhì)量、逃逸速度、自轉(zhuǎn)速度和質(zhì)心距離有關(guān)的變量。
當(dāng)V0=V1時(shí),g值為零,物體的重力為零,即表示為失重狀態(tài)。
以地球?yàn)槔?dāng)V1=V0≈11.2km/s,可以計(jì)算出地球的失重處與地球質(zhì)心的距離d:
設(shè)地球任意兩點(diǎn)的自轉(zhuǎn)線速度是V1和V2,質(zhì)心距離是d1和d2,因?yàn)槿我恻c(diǎn)的自轉(zhuǎn)周期T是相等的,所以有:
2πd1/V1=2πd2/V2, 即有:
V1/ V2 = d1/ d2(3.2)
這是天體自轉(zhuǎn)線速度與質(zhì)心距離的關(guān)系式。
若地球上有一處的自轉(zhuǎn)線速度是V1=0.465km/s,此處與地球質(zhì)心的距離是d1=R=6400km,而當(dāng)V2=V0=11.2km/s時(shí),代入(3.2)得:
d2≈154150km(3.3),
這就是地球的引力極限值,表示此距離圈外就是地球引力的極限邊界,是地球引力失效的地方,即失重狀態(tài)。
這就是說(shuō):
在自轉(zhuǎn)天體的引力極限邊界內(nèi),蘋(píng)果會(huì)落地,水往低處流,靜止在空中的飛機(jī)也會(huì)隨天體自轉(zhuǎn)而慣性自轉(zhuǎn)。
但是,一個(gè)往上拋出的蘋(píng)果,如果被拋出引力極限邊界外,就不會(huì)再落下來(lái),此處的水也不會(huì)流動(dòng)而可以處于任何位置,靜止在引力極限邊界外的太空艙,也不再會(huì)隨天體自轉(zhuǎn)而慣性自轉(zhuǎn),而是看起來(lái)天體在繞著靜止的太空艙轉(zhuǎn)動(dòng)。
顯然,月球處于地球引力極限邊界外,表明月球不受地球引力影響。
請(qǐng)讀者千萬(wàn)別急于反駁,后面還有很多分析月球與地球之間的束縛關(guān)系,請(qǐng)君慢讀。
自轉(zhuǎn)天體的任意地點(diǎn)的逃逸速度Vt的動(dòng)能Ed,與該地點(diǎn)的引力勢(shì)能Ey是一對(duì)平衡方程,引力勢(shì)能等于物體的質(zhì)量m、該處的重力加速度g和該地點(diǎn)到天體質(zhì)心距離d的乘積。即:
Ed=Ey,則有:
1/2mVt^2=1/2m(V0^2-V1^2)=mgd(4.1)
這里的引力勢(shì)能與重力勢(shì)能是有區(qū)別的,引力勢(shì)能強(qiáng)調(diào)的是質(zhì)心距離d,而重力勢(shì)能強(qiáng)調(diào)的是地面高度h。
這一結(jié)論表明:逃逸速度的本質(zhì)就是克服引力勢(shì)能,擺脫引力束縛,實(shí)現(xiàn)逃逸動(dòng)能與引力勢(shì)能的平衡。
也就是說(shuō),因?yàn)樘祗w自轉(zhuǎn),存在自轉(zhuǎn)動(dòng)能,引力勢(shì)能的本質(zhì)是自轉(zhuǎn)動(dòng)能的轉(zhuǎn)化,引力勢(shì)能表現(xiàn)為引力效應(yīng),這是引力的起源和本質(zhì)。
將(4.1)簡(jiǎn)化就有:
Vt^2=(V0^2-V1^2)=2gd (4.2)
這就是開(kāi)篇的逃逸速度公式的推導(dǎo)、證明和補(bǔ)充,表明了逃逸速度公式不是猜想,揭示逃逸速度與其物理量的數(shù)學(xué)關(guān)系,也詮釋了逃逸速度的本質(zhì)和起源,
把(4.2)變形又可以得到:
g =(V0^2-V1^2)/2d=Vt^2/2d (4.3),
這就是前述重力加速度公式的推導(dǎo)和證明,同樣表明重力加速度公式不是瞎猜來(lái)的。
以地球?yàn)槔齺?lái)說(shuō)明:取地球上一處的自轉(zhuǎn)線速度是V1=465m/s,該點(diǎn)的重力加速度是g=9.8m/s^2,距離地心的距離d=640 0000m,代入(4.2)中,則可以得到:
V0=√(2gd +V1^2)≈11.2km/s (4.4)
這是地球兩極逃逸速度的計(jì)算推導(dǎo)式,即地球自轉(zhuǎn)動(dòng)速常量推導(dǎo)的由來(lái)。
讀者請(qǐng)注意,此處逃逸速度公式和計(jì)算方法與牛頓理論推導(dǎo)的公式的區(qū)別。
總結(jié)結(jié)論;
天體引力極限內(nèi)的引力產(chǎn)生是因?yàn)樘祗w的自轉(zhuǎn)作用,引力的本質(zhì)是引力能量效應(yīng),是天體自轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能的結(jié)果。
天體自轉(zhuǎn)是一種慣性,與天體自轉(zhuǎn)同生共滅,因此,引力傳播具有同時(shí)性,即傳播不需要時(shí)間。
1、具有公轉(zhuǎn)屬性的天體,公轉(zhuǎn)軌道上任意處的公轉(zhuǎn)速度V的平方與公轉(zhuǎn)半徑R(兩天體質(zhì)心距離)的乘積等于同一個(gè)常數(shù)k。即有:
RaVa^2= RbVb^2= RcVc^2=…k (5.1)
這里k叫做天體公轉(zhuǎn)軌道常數(shù)。
例如地球公轉(zhuǎn)到任何位置,其公轉(zhuǎn)速度的平方與到太陽(yáng)系的質(zhì)心距離之積是一個(gè)不變的常數(shù)。
注意:后述的軌道半徑均指天體與天體的質(zhì)心距離,如地球的軌道半徑指地球質(zhì)心到太陽(yáng)系質(zhì)心的距離,而不是地球球心到太陽(yáng)球心的距離,但有時(shí)候不是精準(zhǔn)求值,可以近似看待。。
2、在不受其它外體系干擾的前提下,繞同一核心公轉(zhuǎn)的多個(gè)天體,其軌道半徑R與速度V的平方的乘積等于共核公轉(zhuǎn)常數(shù)q。即
R1v1^2=R2v2^2=R3v3^2=…q(5.2)
這里q就叫共核公轉(zhuǎn)軌道常數(shù)。
共核公轉(zhuǎn)是指多個(gè)天體共同繞一個(gè)質(zhì)心點(diǎn)公轉(zhuǎn),那么,這里所有的天體就構(gòu)成共核公轉(zhuǎn)系。
例如:地球、月亮、人造地球衛(wèi)星就是一個(gè)共核公轉(zhuǎn)的地月系;太陽(yáng)和所有太陽(yáng)系的行星、衛(wèi)星構(gòu)成另一個(gè)共核公轉(zhuǎn)的太陽(yáng)系等;土衛(wèi)系中的土星和其衛(wèi)星又是另一個(gè)共核系。
不同的共核系,都有不同的共核公轉(zhuǎn)常數(shù)。
例如,在地月系中,月球公轉(zhuǎn)速度V=1.02km/s,月球與地球的質(zhì)心距離R=384000+6400+3400=393800km,(看成是近似球心距離)則:
RV^2≈409709km/s^2,(5.3)
把這一常數(shù)稱為地月系公轉(zhuǎn)引力常數(shù),這是地球和月球的之間的束縛關(guān)系和天體法則,是月球繞地球公轉(zhuǎn)的原因,而不是牛頓意義的萬(wàn)有引力作用。
由地月系共核公轉(zhuǎn)常數(shù),可以計(jì)算出任一衛(wèi)星的自由軌道時(shí)的速度和質(zhì)心距離。
例如:近地衛(wèi)星質(zhì)心距離R=6400km,代入(5.3)的到:
V≈8.0km/s,這就是第一宇宙速度。
同樣,同步衛(wèi)星的質(zhì)心距離R= 36000+6400=42400km,,代入(5.3)得到:
V≈3.1km/s,這就是同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)速度。
在太陽(yáng)系中,只要知道任意行星的軌道公轉(zhuǎn)常數(shù),就可以根據(jù)共核原理,就可得到任意行星的公轉(zhuǎn)軌道半徑和速度平方的乘積關(guān)系。
這就是說(shuō):
任意地球衛(wèi)星的自由軌道(不需要任何助推力時(shí)),其軌道半徑與公轉(zhuǎn)速度的平方之積總是等于地月系共核公轉(zhuǎn)常數(shù)。
在太陽(yáng)系中,所有行星軌道半徑與公轉(zhuǎn)速度的平方之積總是等于太陽(yáng)系的共核公轉(zhuǎn)常數(shù)。
在其它共核公轉(zhuǎn)系中這一原理同樣成立,這就是共核公轉(zhuǎn)原理。
(其推導(dǎo)證明見(jiàn)后)
人工重力太空艙設(shè)計(jì)方法如下:
宇宙飛船或空間站要實(shí)現(xiàn)不失重,可以制造人工重力艙,其原理如下:
宇宙飛船為完美對(duì)稱的球形或橢圓形球體,要求整個(gè)太空艙以球心為中心對(duì)稱和質(zhì)量對(duì)稱,即球心和重心合一。
實(shí)現(xiàn)太空艙整體自轉(zhuǎn),相當(dāng)于一個(gè)具有自轉(zhuǎn)虛軸能在太空中自轉(zhuǎn)的天體,那么這一太空艙就是人工重力太空艙。
如果太空艙要實(shí)現(xiàn)與地球重力一致的環(huán)境而不失重,可以根據(jù)重力加速度公式計(jì)算出來(lái):
設(shè)太空艙與地球的重力加速度一致,約為g=10m/s^2,假設(shè)宇航員的活動(dòng)空間距離太空艙質(zhì)心距離d=5米,太空艙的赤道自轉(zhuǎn)速度V1=100米/s,則太空艙兩極的逃逸速度(自轉(zhuǎn)動(dòng)速常量)v0,可由:
V0=√(2dg+v1) (4.4),求得,
V0=√2*5m*10m/s^2+10000m^2/s^2=100.5m/s
也就是說(shuō),太空飛船只要保持兩極逃逸速度V0=100.5m/s,外邊緣自轉(zhuǎn)線速度為V1=100米/s時(shí),就能保證宇航員在距離太空艙質(zhì)心5米處,就可實(shí)現(xiàn)與地球一樣的重力環(huán)境而避免失重。
卡文迪許根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力定律測(cè)算出的引力常數(shù)為:
G=6.672*10^11N.m^2/kg^2(7.1)
在這里將很遺憾的告訴大家,這個(gè)常數(shù)是物體之間的分子引力常數(shù),僅僅表示物體內(nèi)部量子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的引力關(guān)系。
因此可以驗(yàn)證:
第一:在卡文迪許實(shí)驗(yàn)中,改變兩球的種類、質(zhì)量、距離、密度、包括時(shí)間和地點(diǎn),就會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)值,卡文迪許實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)得不到引力常數(shù)完全相同的確定值,即這個(gè)引力常數(shù)是非“常”數(shù)。
這不是因?yàn)闇y(cè)量誤差,確切點(diǎn)說(shuō),這個(gè)分子引力常數(shù),不是牛頓的萬(wàn)有引力公式所描述的那樣,只與質(zhì)量和距離有關(guān)的物理量。
物體與物體之間的引力表現(xiàn)為物體內(nèi)部的量子旋轉(zhuǎn)引力,不同元素的原子旋轉(zhuǎn)的引力系數(shù)是不相同的,其引力極限邊界值也是不等的,同時(shí)還受到地球旋轉(zhuǎn)的引力干擾,這是卡文迪許的引力常數(shù)“不常”的原因。
第二:卡文迪許實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的引力常數(shù),在天體計(jì)算和運(yùn)用中沒(méi)有適用價(jià)值,運(yùn)用這一常量計(jì)算,只會(huì)得出不相符的近似天體數(shù)據(jù),而不是精確結(jié)果。
第三:正確的天體引力常數(shù)有兩個(gè):
1、自轉(zhuǎn)引力常數(shù):等于兩極逃逸速度V0的平方和質(zhì)心距離d的積,再與自轉(zhuǎn)天體質(zhì)量m的比值。即:
G=dV0^2/m(7.2)
這是天體自轉(zhuǎn)的引力常數(shù),在天體引力邊界內(nèi)的非公轉(zhuǎn)體系中適用。
例如:地球和地球上的一切物體,以及地球引力極限邊界內(nèi)不繞地球公轉(zhuǎn)的物體均適用地球自轉(zhuǎn)引力常數(shù)。
顯然,每個(gè)自轉(zhuǎn)天體的引力常數(shù)都是不同的。
2、公轉(zhuǎn)引力常數(shù):等于天體公轉(zhuǎn)速度V的平方和兩天體質(zhì)心距離R的積,再與公轉(zhuǎn)天體質(zhì)量m與核心天體質(zhì)量M之和的比值.即:
G=RV^2/(M+m)(7.3)
這是天體公轉(zhuǎn)引力常數(shù),是天體公轉(zhuǎn)的引力關(guān)系和天體法則,且不同的共核系有不同的公轉(zhuǎn)引力常數(shù),牛頓理論中放之四海而皆準(zhǔn)的引力常數(shù)是不存在的。
以月球?yàn)槔虑蛱幱诘厍蜃赞D(zhuǎn)引力極限的邊界外,即月球不受地球自轉(zhuǎn)引力束縛,但月球要受到地月系公轉(zhuǎn)引力束縛。也就是說(shuō),月球繞地球公轉(zhuǎn)和蘋(píng)果落地是兩種不同的引力作用,而不是牛頓理論中通用的萬(wàn)有引力定律。
要明確說(shuō)明的是:
自轉(zhuǎn)天體上的物體所受到的引力,其本質(zhì)是自轉(zhuǎn)作用的結(jié)果,是自轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能的能量效應(yīng)。
而天體公轉(zhuǎn)所受到的引力,其本質(zhì)是天體公轉(zhuǎn)動(dòng)能作用的結(jié)果,是公轉(zhuǎn)動(dòng)能的能量效應(yīng)。
這是兩種完全不同的引力作用,而不是牛頓意義上的萬(wàn)有引力作用,牛頓理論中超距的萬(wàn)有引力作用是不存在的。
1、一個(gè)自轉(zhuǎn)天體的自轉(zhuǎn)虛軸,是自轉(zhuǎn)天體質(zhì)心點(diǎn)和以自轉(zhuǎn)軸為天極的天球質(zhì)心點(diǎn)的連線。
以天體自轉(zhuǎn)軸為天極的天球,表明該自轉(zhuǎn)天體屬于這個(gè)天球,并參與這個(gè)天球的整體旋轉(zhuǎn),它可以是銀河系,也可以是整個(gè)宇宙。
例如地球的自轉(zhuǎn)軸就是:地球的質(zhì)心點(diǎn)和以地球自轉(zhuǎn)軸為天極所確定的天球的質(zhì)心點(diǎn)的連線,而地球除了自身自轉(zhuǎn)外,同時(shí)參與了整個(gè)太陽(yáng)系自轉(zhuǎn),且必定參與了這個(gè)天球自轉(zhuǎn),顯然,天體自轉(zhuǎn)具有多重性和復(fù)雜性。
因此,以自轉(zhuǎn)天體的自轉(zhuǎn)軸所確定的天球質(zhì)心,決定于最大的整體自轉(zhuǎn)系的質(zhì)心,這樣,天球內(nèi)所有天體的自轉(zhuǎn)軸一端延長(zhǎng)線都會(huì)交于這一天球的質(zhì)心點(diǎn)。
例如,太陽(yáng)系的所有行星的自轉(zhuǎn)軸的一端延長(zhǎng)線都將交于同一個(gè)天球的質(zhì)心點(diǎn)。
2、一個(gè)天體的公轉(zhuǎn)軌道面,必定落在公轉(zhuǎn)天體的質(zhì)心點(diǎn)和共核系的天球的質(zhì)心點(diǎn)的連線上。
例如:地球的公轉(zhuǎn)軌道面始終落在地球的質(zhì)心點(diǎn)和太陽(yáng)系天球的質(zhì)心點(diǎn)上,同時(shí),太陽(yáng)系內(nèi)的所有行星的公轉(zhuǎn)軌道面都交于太陽(yáng)系的質(zhì)心點(diǎn)。
一般來(lái)說(shuō),公轉(zhuǎn)天體的質(zhì)心與共核公轉(zhuǎn)的質(zhì)心連線就是天體公轉(zhuǎn)軌道面的對(duì)稱軸。
3、旋轉(zhuǎn)天體的自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面的交點(diǎn)就是該天體的質(zhì)心點(diǎn)。
例如:地球的自轉(zhuǎn)軸與黃道面的交點(diǎn)就是地球的質(zhì)心點(diǎn);月球的自轉(zhuǎn)軸與其繞地軌道面的交點(diǎn)就是月球的質(zhì)心點(diǎn)。
4、公轉(zhuǎn)天體和天球的質(zhì)心點(diǎn)改變,都將引起自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面的變化,這是進(jìn)動(dòng)、章動(dòng)和歲差現(xiàn)象的本質(zhì)。
綜上所述,表明了:
天體的自轉(zhuǎn)軸和其公轉(zhuǎn)軌道面會(huì)構(gòu)成一個(gè)傾角,這一傾角的頂點(diǎn)是天體的質(zhì)心點(diǎn),角的兩邊分別由天體自轉(zhuǎn)軸延長(zhǎng)線為天極的天球質(zhì)心點(diǎn)、以及天體共核公轉(zhuǎn)系的天球質(zhì)心點(diǎn)所確定。
以地球?yàn)槔f(shuō)明:
地球的自轉(zhuǎn)軸與黃道面會(huì)構(gòu)成一個(gè)傾角,稱為黃赤交角,這一交角的頂點(diǎn)是地球的質(zhì)心點(diǎn),角的兩邊分別由以地球自轉(zhuǎn)軸為天極的天球質(zhì)心點(diǎn)和太陽(yáng)系的質(zhì)心點(diǎn)所確定。
在這三個(gè)質(zhì)心點(diǎn)不變的情況下,這一傾角將是固定不變的。
但是,天球不是靜止不變的,其內(nèi)部的所有天體時(shí)刻在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),并隨天球整體旋轉(zhuǎn),尤其是天體公轉(zhuǎn)呈現(xiàn)橢圓軌道特征和不對(duì)稱性的分布,隨著天體運(yùn)動(dòng)而不斷改變天球的質(zhì)心,使得天球的質(zhì)心會(huì)發(fā)生周期性的變化。
如果這一天球的核心部分集聚了大部分質(zhì)量,那么質(zhì)心變化就是小幅的。
在太陽(yáng)系,把太陽(yáng)系作為一個(gè)整體看待,其內(nèi)部的行星和衛(wèi)星時(shí)刻在做橢圓公轉(zhuǎn),這樣,在一個(gè)周期內(nèi)的不同時(shí)刻,行星所處位置是不同的,這必然改變太陽(yáng)系的內(nèi)部質(zhì)量分布,也就是改變了太陽(yáng)系的質(zhì)心,當(dāng)然,因?yàn)樘?yáng)的質(zhì)量占據(jù)太陽(yáng)系質(zhì)量的大部分,所以這個(gè)質(zhì)心改變是小幅的,同時(shí)也具有周期性。
就算是地球,其本身的質(zhì)心也因?yàn)榈卣稹⒊毕⒒鹕交顒?dòng)和人類的改造活動(dòng)也會(huì)不斷改變。
綜上分析,地球的三個(gè)質(zhì)心點(diǎn)都會(huì)小幅的變化。
因此,當(dāng)天球的質(zhì)心周期性小幅改變,地球的自轉(zhuǎn)軸就會(huì)跟隨變化,表現(xiàn)為自轉(zhuǎn)軸的小幅擺動(dòng),這就是地球的進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。
而當(dāng)太陽(yáng)系的質(zhì)心周期性的小幅變化,黃道面就會(huì)跟隨變動(dòng),表現(xiàn)為黃道面的震動(dòng),這就是地球的章動(dòng)現(xiàn)象。
進(jìn)動(dòng)和章動(dòng)的共同作用下,就會(huì)產(chǎn)生歲差,例如,地球的歲差周期約是2600年,并稱為地球大年,這就表明,地球所在的天球的自轉(zhuǎn)周期約是2600年,或者說(shuō),這一天球的質(zhì)心變化周期約是2600年。
而地球自身的質(zhì)心變化,是地震、潮汐和生物效應(yīng)作用也會(huì)改變地球的質(zhì)心,但具有不確定性,沒(méi)有周期性,但長(zhǎng)期微小變化的積聚,也會(huì)發(fā)生大的改變,如自轉(zhuǎn)軸的變化,黃道面變化。這種結(jié)果最終會(huì)引發(fā)地球滄海桑田的變化,甚至導(dǎo)致地球兩極變換。
總之,在天體旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中,三個(gè)天體的質(zhì)心的任一變化,都會(huì)引起天體的自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面的變化,
為了更詳細(xì)的分析質(zhì)心變化的原因,以月球?yàn)槔僬f(shuō)明:
在地月系中,因?yàn)槭菃蝹€(gè)月球繞地月系質(zhì)心點(diǎn)作橢圓軌道公轉(zhuǎn),而不是雙月球作對(duì)稱公轉(zhuǎn),因此月球公轉(zhuǎn)到不同位置,都將改變地月系的質(zhì)量分布,改變地月系的質(zhì)量平衡中心點(diǎn),導(dǎo)致地月系的質(zhì)心點(diǎn)將隨月球公轉(zhuǎn)而作周期性擺動(dòng)變化。
當(dāng)然,因?yàn)榈厍蛘紦?jù)地月系的大部分質(zhì)量,且處于質(zhì)心附近,所以地月系的質(zhì)心點(diǎn)變化是小幅度的。
也就是說(shuō),隨著月球的公轉(zhuǎn),地月系的質(zhì)心小幅度改變,就有了月球的進(jìn)動(dòng)、章動(dòng)和歲差現(xiàn)象,顯然,這是具有周期性的。
在這里要解釋的是:對(duì)于具有共核公轉(zhuǎn)的天球系,為什么大部分質(zhì)量聚居在天球質(zhì)心附近?而一般來(lái)說(shuō),為什么核心天體的球心和共核系的天球的質(zhì)心幾乎重合呢?
這種情形在地月系和太陽(yáng)系中就很明顯,大部分恒星也聚居了恒星系天球的大部分質(zhì)量,這是因?yàn)椋褐挥泻诵奶祗w聚居了大部分質(zhì)量,天球質(zhì)心變化的幅度才會(huì)最小,才可以保證公轉(zhuǎn)天體的自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面變化幅度較小,從而保證了天球和天體的穩(wěn)定性。
在天體形成的初期,并不是所有共核系天球,或者說(shuō)恒星都聚居了大部分質(zhì)量,但是,當(dāng)核心天體不能集聚大部分質(zhì)量時(shí),天體的自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面就會(huì)發(fā)生大幅擺動(dòng),這就會(huì)造成天體和天球系極不穩(wěn)定而容易崩潰逃散,這種天體就會(huì)慢慢分解而消失,因此,保留下來(lái)的天體都是一種自然淘汰和進(jìn)化。
顯然,天體公轉(zhuǎn)遵守共核公轉(zhuǎn)原理,受公轉(zhuǎn)引力常數(shù)的束縛。
特別指出的是:運(yùn)用牛頓理論的萬(wàn)有引力定律,天體模型總是要構(gòu)筑天體的質(zhì)量中心,因質(zhì)量中心而產(chǎn)生引力中心,因引力中心而吸引天體公轉(zhuǎn)。
事實(shí)上,這種超距引力是不存在的,以質(zhì)量中心和引力中心推導(dǎo)出的奇點(diǎn)論和宇宙爆炸論就是荒誕的。而且在宇宙中,特別是新生的天體中,一定存在非質(zhì)量引力中心的共核公轉(zhuǎn)系,這將是對(duì)超距的萬(wàn)有引力和爆炸論的證偽。
最后表示,這還是一個(gè)推理猜想,需要全球?qū)W者參與觀察和論證。
天體的公轉(zhuǎn)軌道大都是橢圓,橢圓是由兩個(gè)焦點(diǎn)確定的。
天體公轉(zhuǎn)的橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn)分別是:公轉(zhuǎn)天體的質(zhì)心點(diǎn)和共核公轉(zhuǎn)系的天球質(zhì)心點(diǎn)。
不論是衛(wèi)星繞行星公轉(zhuǎn),還是行星繞恒星公轉(zhuǎn),嚴(yán)格的意義都是繞共核系的質(zhì)心點(diǎn)公轉(zhuǎn)。
以月球?yàn)槔涸虑虿皇抢@地球公轉(zhuǎn),實(shí)質(zhì)是繞地月系的質(zhì)心點(diǎn)公轉(zhuǎn),同樣,行星不是繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),而是繞太陽(yáng)系的質(zhì)心點(diǎn)公轉(zhuǎn)。
那么,月球繞地軌道是橢圓軌道,其中一個(gè)焦點(diǎn)是整體地月系這個(gè)天球的質(zhì)心點(diǎn),另一焦點(diǎn)是月球的質(zhì)心點(diǎn)。
月球的自轉(zhuǎn)軸與繞地軌道面的交點(diǎn),是月球的質(zhì)心點(diǎn),而地月系的質(zhì)心點(diǎn)不是地球的質(zhì)心點(diǎn),而是整體地月系的質(zhì)心點(diǎn)。這兩個(gè)質(zhì)心點(diǎn)的連線就是月球軌道面的對(duì)稱軸。
對(duì)于橢圓焦點(diǎn)原理猜想的基本思路是:
宇宙天體無(wú)論是自轉(zhuǎn),還是公轉(zhuǎn),都是多重的復(fù)雜體系,是一個(gè)整體的旋轉(zhuǎn)體系。
例如地球,不僅自轉(zhuǎn),同時(shí)隨地月系的整體繞太陽(yáng)系質(zhì)心點(diǎn)公轉(zhuǎn),整個(gè)太陽(yáng)系又是整體自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),銀河系也在整體自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),在宇宙中,幾乎找不到獨(dú)立自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)的天體。
天體旋轉(zhuǎn)也是一種慣性,假設(shè)一個(gè)天體不受任何其他天體影響,是一個(gè)孤立天體,那么就有:
慣性圓周運(yùn)動(dòng)原理:一個(gè)不受任何干擾的孤立天體,將永遠(yuǎn)保持勻速自轉(zhuǎn)和繞一核心周轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。
我們把這一結(jié)論稱為慣性圓周運(yùn)動(dòng)論,表明天體的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)都是其屬性,是與生俱來(lái)的永恒運(yùn)動(dòng),直到被破壞為止,這不需要上帝推動(dòng)。
這是因?yàn)樗刑祗w都具有旋轉(zhuǎn)的固有能量,天體貯藏能量的方式就是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),天體旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能是守恒的,只要能量不被轉(zhuǎn)化或掠奪,其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就是持續(xù)永恒的。
能量的啟始和歸屬都是表現(xiàn)為物體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,能量也是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,任何天體運(yùn)動(dòng)的變化都是其固有能量的得失。
但事實(shí)上,宇宙中不存在孤立的天體,能量不得失也是不可能的,所以,天體要保持勻速圓周運(yùn)動(dòng)只是理想狀態(tài),是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
以地球?yàn)槔旱厍蚣纫陨碜赞D(zhuǎn),又要隨太陽(yáng)系整體自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),還要參與地月系的公轉(zhuǎn),因此,地球公轉(zhuǎn)軌道和速度必然受到影響和限制,慣性圓周運(yùn)動(dòng)必然被破壞。
總之,變速的橢圓軌道是天體慣性圓周運(yùn)動(dòng)被干擾破壞后的平衡結(jié)果,是多重復(fù)雜的圓周運(yùn)動(dòng)的整合。
慣性圓周運(yùn)動(dòng)論表明:
天體公轉(zhuǎn)的原因不是牛頓意義上的萬(wàn)有引力定律作用,而是一種慣性運(yùn)動(dòng),是天體稟性,并遵守共核公轉(zhuǎn)原理。
顯然,恒星或銀河系中心并不是引力中心,行星的公轉(zhuǎn)不是依靠恒星的強(qiáng)大引力構(gòu)筑而繞其公轉(zhuǎn),而是共核系公轉(zhuǎn)的能量效應(yīng)。
意思明確一點(diǎn)就是:假定太陽(yáng)消失或不存在,所有太陽(yáng)系行星依然會(huì)自轉(zhuǎn)和繞質(zhì)心點(diǎn)公轉(zhuǎn),只是要改變軌跡和速度而已。這是因?yàn)椋?/p>
每一個(gè)天體都具有周轉(zhuǎn)能量,具有旋轉(zhuǎn)慣性,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是天體稟性,并不需要外來(lái)天體提供引力。
這僅是一個(gè)推理猜想,懇盼有興趣的讀者去求證。
事實(shí)上,天體軌道的橢圓性和天體的質(zhì)心周期變化,以及受自轉(zhuǎn)引力常數(shù)和公轉(zhuǎn)引力常數(shù)的束縛,必然導(dǎo)致天體自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是變速橢圓運(yùn)動(dòng),而否勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
假設(shè)星體自轉(zhuǎn)速度和公轉(zhuǎn)速度勻速不變,將不會(huì)產(chǎn)生潮汐現(xiàn)象。
潮汐現(xiàn)象的本質(zhì)是星體自轉(zhuǎn)速度或公轉(zhuǎn)速度變化,即存在加速度或減速度而引起的慣性現(xiàn)象,在潮汐前后產(chǎn)生的周期速度差,就是潮汐產(chǎn)生的原因。
由于速度周期性的加速或減速變化,海水就會(huì)產(chǎn)生如車(chē)輛加速或減速時(shí),車(chē)內(nèi)物體或人就會(huì)發(fā)生前傾或后仰的慣性現(xiàn)象,如同在一輛車(chē)上放置一盆水,車(chē)輛的加速或減速運(yùn)動(dòng),盆中的水就會(huì)前傾或后覆。
而天體自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的速度變化是有規(guī)律和周期的,所以,潮汐也就是有規(guī)律和周期的。
地球自轉(zhuǎn)速差可以用高精度的傅科擺測(cè)量出來(lái),地球公轉(zhuǎn)速差可以通過(guò)共核自轉(zhuǎn)原理公式計(jì)算出來(lái)。
另外,速差大小還受到質(zhì)心變化的影響,實(shí)質(zhì)是天球影響,潮汐大潮往往是多方面的疊加因素的共同作用。
總之,潮汐現(xiàn)象的本質(zhì)是天體旋轉(zhuǎn)存在速差的結(jié)果,這將否定牛頓意義上的萬(wàn)有引力對(duì)潮汐的詮釋。
驗(yàn)證:潮汐現(xiàn)象發(fā)生前后,地球自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)速度必然存在前后速差,潮汐現(xiàn)象越明顯,其速差越大。
在前面論述中,無(wú)論是共核公轉(zhuǎn)原理,還是天體公轉(zhuǎn)軌道原理,包括自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)引力常數(shù),都出現(xiàn)了天體公轉(zhuǎn)軌道半徑與速度平方的乘積是一個(gè)常數(shù)的表述。即:V^2R=q
如何從理論上證明這一結(jié)論呢?
如下圖就是證明過(guò)程:
在經(jīng)典物理學(xué)中,我們把物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能,規(guī)定為物體運(yùn)動(dòng)速率的平方與質(zhì)量乘積的二分之一。即天體公轉(zhuǎn)動(dòng)能E有:
E=1/2mV^2(f.1)
那么,同時(shí)也確定:
天體公轉(zhuǎn)動(dòng)能E與公轉(zhuǎn)半徑R的乘積,叫做天體的公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能P。
若公轉(zhuǎn)天體的質(zhì)量為M、公轉(zhuǎn)半徑為R、公轉(zhuǎn)速率為V,則天體的公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能P就是:
P=ER=1/2MV^2 R (f.2)
之所以這樣確定,源于天體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是封閉的圓周運(yùn)動(dòng),我們假定天體運(yùn)動(dòng)不受干擾,能量不得失時(shí),根據(jù)能量守恒定律,天體將繞核心公轉(zhuǎn)就是永恒的勻速圓周運(yùn)動(dòng),即上述的慣性圓周運(yùn)動(dòng)原理。
天體作圓周運(yùn)動(dòng)公轉(zhuǎn)時(shí),總是有確定的周期,一個(gè)周期就是一個(gè)封閉的圓,圓的周長(zhǎng)就是天體公轉(zhuǎn)一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)距離。
因此,天體在每個(gè)封閉的周期運(yùn)動(dòng)中,如果能量不得失,就必定完成周期運(yùn)動(dòng),無(wú)論天體在一個(gè)周期公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中,速率和軌道半徑如何變化,天體的動(dòng)能E與軌道周長(zhǎng)L的乘積一定不變,這叫作天體運(yùn)動(dòng)的周長(zhǎng)動(dòng)能守恒原理。即:
1/2MV2^2 L1=1/2MV2^2 L2 =1/2MV3^2 L3 =…(f.3)
因?yàn)橹荛L(zhǎng)L=2πR,代入就可以得到:
R1V2^2=R2V2^2 =R3V3^2 =…(f.4)
這樣,共核公轉(zhuǎn)原理就得到了推導(dǎo)和證明。
也就是說(shuō),共核公轉(zhuǎn)原理的本質(zhì)是天體能量守恒的一種表現(xiàn)形式。
而在天體公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中,天體公轉(zhuǎn)軌道的周長(zhǎng)是由半徑唯一確定的,為此,我們把天體公轉(zhuǎn)的周長(zhǎng)動(dòng)能守恒簡(jiǎn)化為天體公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能守恒,表述為:
天體公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能守恒原理:天體公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中,天體動(dòng)能E與公轉(zhuǎn)半徑的乘積始終守恒。
即有:
1/2MV2^2 R1=1/2MV2^2 R2 =1/2MV3^2 R3 =…(f.5)
這個(gè)原理將表明,一個(gè)天體如果能量不損失,在一個(gè)周期內(nèi),天體做圓周運(yùn)動(dòng)公轉(zhuǎn)時(shí),無(wú)論公轉(zhuǎn)軌道半徑如何變化,或者速率如何變化,但天體的公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能始終守恒。
因此,天體在作橢圓軌道公轉(zhuǎn)時(shí),無(wú)論是近地點(diǎn),還是遠(yuǎn)地點(diǎn),包括橢圓軌道上的任一點(diǎn),其速度和質(zhì)心距離都是變化的,但是公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能卻是守恒的,簡(jiǎn)化就是:
天體在公轉(zhuǎn)軌道上的任意點(diǎn)的公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能守恒,半徑與速率的平方的乘積是一個(gè)常數(shù),這就是天體公轉(zhuǎn)軌道原理。
即:RaVa^2= RbVb^2= RcVc^2=…k (5.1)
假設(shè)作橢圓軌道公轉(zhuǎn)的天體轉(zhuǎn)變?yōu)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng),那么,這個(gè)圓周軌道的的半徑就是該橢圓上的任一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離之和,根據(jù)公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能守恒就可算出圓周軌道上的速度。
同樣,對(duì)于任意一個(gè)公轉(zhuǎn)天體,因?yàn)楣D(zhuǎn)半徑動(dòng)能守恒,那么改變其軌道半徑,就必然會(huì)改變其公轉(zhuǎn)速度。
例如,月球所處軌道的公轉(zhuǎn)速度是1.02km/s,如果讓月亮在近地軌道上的公轉(zhuǎn),根據(jù)公轉(zhuǎn)半徑動(dòng)能守恒原理,月球的公轉(zhuǎn)速度就是第一宇宙速度,即7.9km/s;若處于同步衛(wèi)星軌道上公轉(zhuǎn),其速度應(yīng)為3.1km/s。
所以,人造地球衛(wèi)星的軌道確定和變更,根據(jù)半徑動(dòng)能守恒原理,就可以非常方便的確定和變更人造衛(wèi)星的自由軌道(不需要能量維持的公轉(zhuǎn)軌道)。
如下圖表數(shù)據(jù),這是在太陽(yáng)系中,各個(gè)行星的軌道半徑和速度的平方乘積的數(shù)值關(guān)系,證明了共核公轉(zhuǎn)原理在太陽(yáng)系得到了驗(yàn)證,具有適用性。
注:因?yàn)槿≈嫡`差,其結(jié)果存在一定的出入。