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行为古怪的水星

查字典物理网 2013-04-07

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1974 年3 月29 日, 行星探测器`水手10 号'飞到了太阳系里离太阳最近的行星——水星附近, 对水星进行了第一次`访问', 为科学家们提供了首批宝贵的水星资料.

水星是太阳系九大行星中个儿最小的一个.它的直径只有4870 公里;它离太阳的平均距离为5790 万公里.水星绕太阳旋转的速度约为每秒48公里, 公转一圈只需87 天23 小时半.

水星虽然名为水星, 但它上面一滴水也没有.由于离太阳太近, 即便有水也会立即被蒸发掉.水星表面也象月亮表面那样, 千疮百孔, 满目疮痍.水星上的大气非常希薄, 因此昼夜温差极大.赤道区中午温度高达400℃, 到半夜却冷到零下162℃.

水星最奇特之处是它的轨道长轴方向相对于恒星缓慢地转动.通过实测, 它的转动角度为每百年5600″, 这就说, 大约要过二万三千年才转过一圈.引起转动的原因是多种多样的, 但是当把这些影响消除之后, 仍留下每百年42.9″的转动.这个转动成为长期以来经典引力理论无法解释之谜.

在上个世纪中叶, 法国天文学家勒韦里尔提出这个多余的转动可能是由于在水星和太阳之间存在一个尚未发现的新行星的引力干扰所致.他把这个假想的行星命名为`祝融星'.但是经过反复观测, 压根儿就不存在这么个`祝融星'.

水星运动轨道

经典引力理论对这种奇妙的现象已无能力了.1914 年, 爱因斯坦创立广义相对论, 这个谜终于揭开了.根据广义相对论求出的行星轨道, 不是闭合的, 它会发生进动 (如图所示) .椭圆的长轴缓慢地转动着, 也在空间描画出一个椭园.水星离太阳最近, 它的转动速度最大, 因此这种效应就特别明显.根据广义相对论计算出的水星轨道长轴进动的角速度为每百年43″, 这与观测值42.9″符合得相当好, 水星的这种进行我们称之为近日点进动.

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