当前位置:首页 > 天文 > 正文

水星对物理学的发展立了大功

2019-11-04 天文

水星对物理学的发展立了大功
 
水星是离太阳最近的一颗行星。叫它水星,真是名不副实,因为它上面并没有水。水星的外表跟月亮很像,到处都是大大小小的环形山;没有空气,白天受太阳暴晒,温度高到 400℃以上,夜晚一下子又冷到零下 200℃。
 
可是,这么一颗死气沉沉、好像一点儿也不可爱的行星,却长时期吸引着许多天文学家和物理学家。它对物理学理论的发展做出的贡献可大啦!
 
水星和其他行星一样,也沿着椭圆形的轨道围绕着太阳转圈子。椭圆有两个焦点,太阳在一个焦点上,也就是偏一边的。椭圆有长轴和短轴,它们相当于圆的直径。很早,天文学家就发现,水星轨道的长轴方面在缓慢地转动着。水星的轨道上最靠近太阳的点叫近日点,也就是近日点在空间有小小的移动,这种现象叫做水星近日点运动。其实,地球也好,其他行星也好,都是这个样子的。只不过水星离太阳最近,运动比较明显一点,容易观测得  
准确,所以科学家们就最注意它了。
 
这样一种奇怪的行动,是怎么形成的呢?科学家们首先是想:是不是其他行星的万有引力,使水星的椭圆轨道发生改变?但是,按照牛顿引力理论算出来的结果,把别的行星的影响都除去以后,还是和实际测量不符合。根据万有引力定律,发现了海王星、冥王星,预报日食、月食发生的时刻,都很准确,为什么用到水星运动就不灵了,是不是万有引力定律还有不完备的地方?后来又有人猜想,可能还有一颗大家都不知道的行星,由于它的引力的影响,使水星的轨道成了这个样子。甚至还有人给那颗不知道的行星起了个名字,叫“火神星”。许多天文学家不怕辛苦,努力想找到它,结果找了
 
100    多年,连影子也没有见到。水星近日点的运动,就成了一个长期解决不了的大难题。
 
这个难题是伟大的物理学家爱因斯坦解决的。1915 年,爱因斯坦建立广义相对论以后,提出三个预言,供实验验证。第一个就是水星近日点的进动;第二个是前面已讲到的恒星光线在太阳附近偏折的现象;第三个是太阳的光线向红方向移动的现象。根据广义相对论的引力理论,算出来水星的轨道不是一个闭合的椭圆,与水星运动的实际情况符合得很好。这是广义相对论的第一个胜利。在对广义相对论的几次实验检验中,对水星运动轨道的实际观测最精确,所以,在这个问题上的检验是最严格的,这是对广义相对论的一次最有力的验证。这也证明了爱因斯坦的广义相对论比牛顿的引力理论又前进了一步。