未知引力80753

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1、未知的引力Shea发表于2012-07-04文：JohnD.Anderson空间探测器的飞掠以及月球的轨道并没有严格地符合理论预言。难道是还存在着一种未知的引力？1687年，牛顿（1642-1727）出版了他的《自然哲学的数学原理》，在这本书中他详细地讲述了他的引力理论。在之后的几个世纪里，牛顿的引力和观测结果符合得很好，但是也有个别例外。在大约230年后的1916年，爱因斯坦（1879-1955）发表了他的广义相对论。他的理论回答了长期以来关于引力是如何作用的疑问。但是现在看来广义相对论似乎并没有回答所有的问题。因为在过去

2、了几十年里，观测和实验又发现了一些新的有趣的引力现象。为了解决观测到的这些“异常”，也许需要再一次地修改引力理论。已被解释的水星轨道19世纪中，勒威耶注意到了水星位置和理论预报之间的偏差。以太阳和一颗行星为例，按照牛顿引力的预言，行星会在一条椭圆形的轨道上绕太阳运动。然而，当天文学家把其他行星的引力作用也考虑进去的时候，这就不再成立了。不过你也可以假设行星依旧沿着椭圆轨道运动，只不过这条椭圆轨道本身会由于其他行星的影响而开始转动。[图片说明]：水星轨道的进动。水星的这种“轨道转动”则体现在了它近日点（水星轨道上最靠近太阳的那

3、一点）的进动上。牛顿的理论预言，水星的轨道应该每世纪进动531个角秒，或者大约每过244,000年水星的近日点就会回到相同的位置。但勒威耶却无法调和望远镜观测到的水星位置和牛顿理论预言之间的差异。水星椭圆轨道转得太快了。1882年，美国天文学家纽康（1835-1909）细化了勒威耶的计算，并且证实了水星轨道确实转得过快，每世纪多了43个角秒，或者比牛顿引力的预言快了8%。直到爱因斯坦发表他的广义相对论，科学家们一直没有找到对水星“异常”进动的合理解释。但即便是爱因斯坦他本人在发展广义相对论的时候也没有意识到水星的轨道运动所存

4、在的问题。大约一个世纪后的今天，我们也许就像那个时候一样正处于另一次飞越的边缘。月球的神秘运动天文学家在1687年牛顿公布了他的引力定律之后便了解了月球围绕地球的运动。如果需要以非常高的精度来描述月球运动的话，科学们则还会使用广义相对论。毕竟这是目前最好的引力理论。不过这里面似乎还少了些什么。20世纪70年代美国的宇航员和苏联的探月着陆器分别把激光反射镜送上了月球表面。天文学家们使用这些反射镜来跟踪月球的位置，其精度可以达到大约1厘米，或者千亿分之二的量级。[图片说明]：“阿波罗”14号宇航员在月球上放置的激光反射镜阵。版权

5、：NASA。在分析了38年的由激光测月得到的高精度地月距离数据以后，美国喷气推进实验室的詹姆斯・威廉姆斯（JamesWilliams）发现，月球围绕地球的轨道正在越来越偏离圆形。2006年威廉姆斯报告说，月球近地点和远地点之间的距离差正在以意料之外的每年6毫米的速度增长。不过有些人认为并不需要担心。因为在地球和月球内部的潮汐力也会作用于月球的轨道。在考虑了潮汐阻尼的作用之后，威廉姆斯还是发现了月球轨道中剩下的无法解释的变化。他预计潮汐阻尼造成了月球轨道偏心率的变化，但是这个变化快了大约3倍。对此目前还没有一个清楚的解释。天文

6、单位的增长2004年美国宇航局喷气推进实验室的迈尔斯・斯坦迪什（E.MylesStandish）发现，太阳系的距离尺度――天文单位（AU）――似乎在变大，因此这也等效为太阳的引力在变大。天文单位――太阳和地球间的平均距离――被认为是一个天文常数。科学家使用雷达测距技术来测量地球和行星之间的距离，进而得出天文单位的数值。天文学家测得的天文单位已经具有了11位有效数字，使得它成为了被测量得最精准的天文常数。使用激光我们可以确定月球到地球的距离，但是由于行星距离我们太远了，因此要使用雷达。激光测月的精度已经达到了大约1厘米的水平，

7、而雷达测距的精度则大约为1-10米。在火星上有三个和飞机上所使用的非常相似的无线电应答器。这些应答器分别装载在“海盗”1号着陆器（1976年7月20日-1982年11月13日）、“海盗”2号着陆器（1976年9月3日-1980年4月11日）以及“火星探路者”探测器（1997年7月4日-1997年10月7日）上。位于美国加州、澳大利亚和西班牙的美国宇航局深空探测网可以测量着陆器和地球之间的距离。但是应答器和月亮上激光反射镜不同，它并不是被动型的装置，需要探测器供给能源。1976年-1997年积累下来的火星着陆器数据为探测行星轨

8、道运动提供了宝贵的资料。俄罗斯圣彼得堡应用天文研究所的乔治・科兰金斯基（GeorgijKrasinky）和维克多・布隆伯格（VictorBrumberg）使用这些数据以及由同一研究所的艾莲娜・佩特耶娃（ElenaPitjeva）提供的其他位置数据来分析了大约204,000个观测数据。200