欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是: 首页  >  教育

水星对物理学的发展立了大功

科普小知识 2023-10-28 08:48:33
...

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。