萬(wàn)有引力與弱相互作用力的關(guān)系天文學(xué)根據(jù)

1、9、萬(wàn)有引力與弱相互作用力的關(guān)系天文學(xué)根據(jù)（一）“DI 海格立斯雙星進(jìn)動(dòng)”問(wèn)題Einstein 廣義相對(duì)論的缺陷在于： 無(wú)法解釋“ DI 海格立斯雙星進(jìn)動(dòng)”問(wèn)題。與我們相距 2000 光年之遙的“ DI 海格立斯雙星進(jìn)動(dòng)”問(wèn)題，近年來(lái)一直困擾著天文學(xué)界。美國(guó)賓西法尼亞州Villanova 大學(xué)的兩位天文學(xué)家愛(ài)德華·吉南和弗蘭克·馬洛尼，根據(jù)八十四年觀測(cè)到的 3000 多個(gè)軌道歷史數(shù)據(jù)， 分析該雙星運(yùn)行規(guī)律，計(jì)算出其累積進(jìn)動(dòng)值為 0.64 度。但是，如果按照 Einstein廣義相對(duì)論的理論公式進(jìn)行計(jì)算，得出的理論進(jìn)動(dòng)值為 2.34 度，這與實(shí)際觀察值相差很大！德國(guó)天文學(xué)家?jiàn)W

2、伯斯 1826 年指出 , 靜止、均勻、無(wú)限的宇宙模型會(huì)導(dǎo)致一個(gè)重大矛盾 , 即無(wú)論從哪一個(gè)方向觀看天空 , 視線都會(huì)碰到一個(gè)星星， 因而整個(gè)天空就要亮得象太陽(yáng)一樣 , 實(shí)際上夜空卻是黑的， 理論和觀測(cè)之間的這種矛盾就叫做奧伯斯佯繆。即使天體之間有吸光物質(zhì) , 這個(gè)矛盾也仍然存在。有些人從天體非均勻分布 , 天體壽命有限的效應(yīng)或演化效應(yīng)來(lái)解釋; 也有人通過(guò)假設(shè)引力常數(shù)隨距離的增加而減少到零來(lái)解釋， 筆者認(rèn)為運(yùn)用上面的理論很容易說(shuō)明，現(xiàn)代物理學(xué)中所指的引力是引力與弱相互作用的合力。萬(wàn)有引力與弱相互作用是互為反作用力，是對(duì)稱的絕對(duì)性的表現(xiàn)形式，其變化規(guī)律不同，是對(duì)稱的相對(duì)性的表現(xiàn)形式，進(jìn)一步說(shuō)明了

3、對(duì)稱的相對(duì)性與絕對(duì)性原理的正確性。（二）.“提丟斯波得（ ）法則”1766 年，德國(guó)的一位中學(xué)教師提丟斯（）發(fā)現(xiàn)行星與太陽(yáng)的平均距離從里向外成倍地增加，符合某個(gè)倍增數(shù)列的規(guī)律，并且空出了一個(gè)位置。水星金星地球火星？木星土星數(shù)列子項(xiàng)012481632太陽(yáng)行星距離0.3870.72311.524？5.2039.539法則計(jì)算距離0.40.711.62.85.210當(dāng)時(shí)的柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)波得（）將其歸納成一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式即“提丟斯波得（）法則”。即數(shù)列的每一項(xiàng)乘以 0.3 再加上 0.4 就等于行星到太陽(yáng)中心的距離 （天文單位）。用公式表示為：L=0.3n+0.4（1）L行星與太陽(yáng)系中心距離（天文單位），

4、n數(shù)列項(xiàng)。這一定則，雖然早己為國(guó)際天文學(xué)界所公認(rèn)、但至今不明其物理意義。然而，它卻符合中國(guó)古代的太極、兩儀、四象、八卦、 64 卦的數(shù)值序列。因?yàn)榛鹦桥c木星之間出現(xiàn)了一個(gè)空缺，他們大膽推測(cè)，其間應(yīng)該存在一個(gè)行星。1800 年 1 月 1 日，意大利天文學(xué)家皮亞齊發(fā)現(xiàn)了一顆小行星谷神星，距離為 2.77 ，與計(jì)算距離 2.8 幾乎完全吻合。在此之后，人們又在這個(gè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆小行星，證明這個(gè)預(yù)測(cè)是正確的。 1781 年英國(guó)偉大的天文學(xué)家威廉 . 赫歇爾發(fā)現(xiàn)了天王星，與太陽(yáng)的距離為 19.267 ，與計(jì)算距離 19.6 相差不大。但是，之后發(fā)現(xiàn)的海王星距離為 30.1 ，與計(jì)算距離 38.8 相

5、差較大。附表： am和 an 的理論值與觀測(cè)值的比較( 天文單位 )水星金星地球火星谷木土天王神星星星星觀0.3870.7231.0001.522.75.29.519.測(cè)值理0.40.71.01.62.85.21019.論值m01248163264n- 234567820 世紀(jì)初期赴法勤工儉學(xué)的劉子華，通過(guò)研究周易，利用八卦推演，得出太陽(yáng)系存在第十顆行星 ( “木王星” ) 。他的博士論文：“八卦宇宙論與現(xiàn)代天文” 【2】一書(shū)，受到論文審查委員會(huì)的高度評(píng)價(jià)，被認(rèn)為：“在易經(jīng)和八卦的各種變化中，隱藏著一種非常發(fā)達(dá)的非常奧妙的科學(xué)” ，“計(jì)算的大量數(shù)據(jù)是非常準(zhǔn)確的” 。當(dāng)時(shí)的法國(guó)布爾日天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)說(shuō)

6、：該“博士論文為指出中國(guó)古圣先哲的宇宙科學(xué)，竟如此與我們?cè)诮?4 個(gè)世紀(jì)中若干代學(xué)者所費(fèi)極大艱辛而得之甚難的一些結(jié)論相吻合” 。由此， 1940 年，劉子華被授與巴黎大學(xué)博士學(xué)位， 3 年后又獲得法國(guó)國(guó)家博士學(xué)位。有人認(rèn)為，近年新發(fā)現(xiàn)的 2003UB313(比冥王星大 ) 有可能是劉子華推測(cè)的“木王星”。最近國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)通過(guò)決議將冥王星不再屬于太陽(yáng)系的經(jīng)典行星，但仍將冥王星、谷神星和 2003UB313均歸屬為矮行星。（三）. 水星進(jìn)動(dòng)問(wèn)題盡管牛頓力學(xué)獲得一次又一次的巨大成功，人們還是發(fā)現(xiàn)有一個(gè)現(xiàn)象無(wú)法解釋，那就是水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)，勒維烈的觀測(cè)和計(jì)算表示：水星近日點(diǎn)每百年的進(jìn)動(dòng)大約比牛頓引力理

7、論計(jì)算值多出40 角秒，1845 年，他提出，水星的反常運(yùn)動(dòng)是受到一顆尚未發(fā)現(xiàn)的行星的影響，他稱這顆行星為 “火神星 ”，但是始終未能觀測(cè)到這顆火神星。 1882 年，美國(guó)天文學(xué)家紐科姆對(duì)水星的進(jìn)動(dòng)又作了更加詳細(xì)的計(jì)算， 其結(jié)果表明，水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)量應(yīng)為 43/百年。開(kāi)始，認(rèn)為這是發(fā)出黃道光的彌散物質(zhì)使水星的運(yùn)動(dòng)受到阻尼， 后來(lái)又有人企圖用電磁理論作解釋，但均以失敗告終。在愛(ài)因斯坦提出狹義相對(duì)論后， 用狹義相對(duì)論預(yù)言的水星進(jìn)動(dòng)也只有實(shí)際觀測(cè)結(jié)果的六分之一，直到愛(ài)因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論之后，這個(gè)疑團(tuán)才得以解開(kāi)。愛(ài)因斯坦認(rèn)為太陽(yáng)的引力場(chǎng)適用于史瓦西解，由此應(yīng)該對(duì)水星的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)作出解釋。 他認(rèn)為

8、，水星應(yīng)按史瓦西場(chǎng)中的自由粒子方式運(yùn)動(dòng)，其軌跡就是按史瓦西度規(guī)彎曲的空間中的測(cè)地線。愛(ài)因斯坦用高深的黎曼曲面來(lái)描述引力的渦旋場(chǎng)， 并采用史瓦西度規(guī)的假設(shè)計(jì)算水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的問(wèn)題，但數(shù)學(xué)畢竟不能取代物理。因此，廣義相對(duì)論對(duì)水星進(jìn)動(dòng)的解釋也并非-5十全十美的。在愛(ài)因斯坦考慮太陽(yáng)引力場(chǎng)時(shí)，曾把太陽(yáng)的引力場(chǎng)看成一個(gè)球?qū)ΨQ的引力場(chǎng)，但這只是一個(gè)近似，由于太陽(yáng)25 天自轉(zhuǎn)一周，使其引力場(chǎng)并非完全成球?qū)ΨQ分布，這種影響的結(jié)果相當(dāng)于一個(gè)扁球場(chǎng)所產(chǎn)生的引力場(chǎng)，我們把這種效應(yīng)稱為自轉(zhuǎn)引起的日扁率。 1966 年，美國(guó)的迪克和格爾頓伯格觀測(cè)的日扁率是5.0 ±0.710×，根據(jù)這個(gè)結(jié)果預(yù)計(jì)，在水

9、星43的進(jìn)動(dòng)效應(yīng)中，將有8% 即 3的貢獻(xiàn)來(lái)自于日扁率效率，這也就是說(shuō)，若將日扁率的實(shí)際觀測(cè)計(jì)算在內(nèi)，由廣義相對(duì)論所計(jì)算出來(lái)的結(jié)果就會(huì)和實(shí)際觀測(cè)結(jié)果有 3 弧秒的偏離，如再考慮介質(zhì)阻尼，歲差常數(shù)誤差等的影響，其誤差可能達(dá)到 5 角秒 /百年左右。水星進(jìn)動(dòng)是受弱相互作用的結(jié)果。 在太陽(yáng)系內(nèi)， 類地行星繞日運(yùn)動(dòng)的軌道半徑變化均很小，軌道具有近圓性，加速度變化幅度較小，軌道上引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)基本不變化。 加之類地行星體積較小，密度較大，所以，多數(shù)類地行星受弱相互作用的影響極弱，基本可以忽略不計(jì)。事實(shí)上，現(xiàn)有的天體力學(xué)結(jié)論正是在 o= 0，K = 1，F(xiàn) = 0 的基礎(chǔ)上推得的。但是，類地行星中，水星的運(yùn)動(dòng)

10、軌道最扁，離心率e 最大，距日最近，又處在太陽(yáng)的稀薄大氣層內(nèi)運(yùn)動(dòng)，引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，最容易受到弱相互作用的明顯影響，尤其在近日點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)時(shí)更是如此。由于太陽(yáng)引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)會(huì)隨太陽(yáng)活動(dòng)而變化，所以水星受到的弱相互作用也會(huì)隨水星運(yùn)動(dòng)及太陽(yáng)活動(dòng)的變化而變化。 這種變化著的、 較大的弱相互作用削弱了太陽(yáng)引力，使得水星公轉(zhuǎn)周期變化，軌道半徑伸縮。而軌道半徑和繞日周期的變化，就可形成水星的進(jìn)動(dòng)。（四） . 太陽(yáng)角動(dòng)量的逃逸問(wèn)題（Pierre在對(duì)太陽(yáng)系角動(dòng)量問(wèn)題的研究中，人們發(fā)現(xiàn)：質(zhì)量占太陽(yáng)系質(zhì)量 99.865%的太陽(yáng)，其角動(dòng)量只占太陽(yáng)系總角動(dòng)量的 0.6% 以下，而只占太陽(yáng)系總質(zhì)量的 0.135%的行星、小行星、衛(wèi)

11、星等，它們的角動(dòng)量卻占了太陽(yáng)系總角動(dòng)量的 99.4%以上，這稱為“太陽(yáng)系的角動(dòng)量分布異常”。1755 年，德國(guó)哲學(xué)家康德 (Immanuel Kant) 首先提出了太陽(yáng)系起源的星云假說(shuō)。他認(rèn)為，太陽(yáng)系是由原始星云按照萬(wàn)有引力定律演化而成。在這個(gè)原始星云中，大小不等的固體微粒在萬(wàn)有引力的作用下相互接近，大微粒吸引小微粒形成較大的團(tuán)塊，團(tuán)塊又陸續(xù)把周圍的微粒吸引過(guò)來(lái)，這樣，團(tuán)塊越來(lái)越大， 而“天體在吸引最強(qiáng)的地方開(kāi)始形成” 。引力最強(qiáng)的中心部分吸引的物質(zhì)最多，先形成太陽(yáng)。外面的微粒在太陽(yáng)吸引下向其下落時(shí)，與其它微粒碰撞而改變方向，變成繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)中的微粒又逐漸形成引力中心，最后凝聚成朝同

12、一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的行星。41 年后，法國(guó)著名的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家拉普拉斯SimonLaplace ）也獨(dú)立提出了關(guān)于太陽(yáng)系起源的星云假說(shuō)。與康德的星云說(shuō)不同之處在于，他認(rèn)為太陽(yáng)系是由熾熱氣體圓盤組的星云形成的。 圓盤一旦形成，。氣體由于冷卻馬上收縮起來(lái)，因此自轉(zhuǎn)加快，離心力也隨之增大，于是星云變得十分扁平。在星云外緣，離心力超過(guò)引力的時(shí)候圓盤便定時(shí)地遺棄一些小型的環(huán)圈或蒸汽環(huán)帶，這些形成物由于停止收縮也就脫離了主圓盤。每個(gè)獨(dú)立的環(huán)圈通過(guò)自身形成一只小型的旋渦而聚合成為一顆行星；而這種氣旋的旋轉(zhuǎn)會(huì)再產(chǎn)生更小的氣體環(huán)圈，由此又形成行星的衛(wèi)星。圓盤的中心部分形成太陽(yáng)。拉普拉斯舉出土星環(huán)作為“土星大氣的原始范

13、圍及其不斷凝縮過(guò)程的現(xiàn)存證據(jù)”這一解釋是符合太陽(yáng)系的主要特征的。例如：（1）行星運(yùn)行軌道都接近圓形（近圓性） 。 （2）行星運(yùn)行軌道幾乎位于同一軌道平面上 （共面性），只有水星和冥王星的軌道有較大傾斜。 （3）行星公轉(zhuǎn)方向和太陽(yáng)自轉(zhuǎn)方向都是逆時(shí)針的。 （4）除金星外行星自轉(zhuǎn)方向和太陽(yáng)自轉(zhuǎn)方向也是逆時(shí)針的。但星云假說(shuō)有一個(gè)困難，這就是它無(wú)法說(shuō)明太陽(yáng)系的一個(gè)極為重要的特征，即行星和太陽(yáng)之間的角動(dòng)量分布極不均勻這一現(xiàn)象。太陽(yáng)的質(zhì)量雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其體系的其余部分質(zhì)量的總和，太陽(yáng)占全系總質(zhì)量的 99.8%，然太陽(yáng)的角動(dòng)量居然只有全體系的2%。這一情況的物理含義是，太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)極慢，但擁有全體系98%的角動(dòng)量而

14、體積卻不大的諸行星，竟然在距離中心甚遠(yuǎn)的地方高速轉(zhuǎn)動(dòng)著。根據(jù)康德 - 拉普拉斯理論并結(jié)合自康德- 拉普拉斯之后所獲得的補(bǔ)充知識(shí)來(lái)計(jì)算一下太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)周期，就能驗(yàn)證康德 -拉普拉斯假說(shuō)是否正確。天文學(xué)家不僅能估計(jì)氣體云在收縮之前的體積，還可測(cè)出所觀測(cè)星云中氣體的自轉(zhuǎn)速度。根據(jù)這個(gè)估計(jì)的體積，自轉(zhuǎn)的觀測(cè)速度和角動(dòng)量守恒定律，康德 - 拉普拉斯理論計(jì)算出的太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)周期應(yīng)在1/2 天左右，而實(shí)際的觀測(cè)周期卻是 26 天。理論與觀測(cè)之間相差竟如此懸殊，是令人無(wú)法接受的。因此，太陽(yáng)角動(dòng)量一定有一種人們至今沒(méi)有探測(cè)到的逃逸方式。筆者認(rèn)為太陽(yáng)角動(dòng)量的逃逸的原因是由于弱相互作用的結(jié)果。（五）太陽(yáng)系主要特征演化成

15、因外太陽(yáng)系以及更大的星系范圍內(nèi)表面上看引力也破壞了平方反比定律，現(xiàn)在觀測(cè)到的恒星和星系的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)比用鄰近的全部物質(zhì)施與的引力所能解釋的快得多。任何天體都存在“反引力”。我們從天文觀察可以看到：地球會(huì)噴發(fā)火山；恒星會(huì)噴發(fā)物質(zhì)；星系核會(huì)噴射大量的物質(zhì)，甚至噴出一個(gè)小星系的物質(zhì)；超星系團(tuán)的星系會(huì)從中心向邊緣運(yùn)動(dòng)，最后演化為空心的大氣泡。我們將比較熟悉的六大行星的有關(guān)物理量作了一些分析、比較，列表如下（有關(guān)數(shù)據(jù)取自【 1】）從表中可知：附表：太陽(yáng)系九大行星軌道半長(zhǎng)徑、公轉(zhuǎn)恒星周期及各自的萬(wàn)有引力系數(shù)參照表（本表前兩項(xiàng)參數(shù)由北京天文臺(tái)懷柔太陽(yáng)觀測(cè)基地提供）行水金地火星星星球星112軌5042道7897

16、半.長(zhǎng)9269徑×天海冥木土王王王星星星星星2451785947821282377.33910R(米)公轉(zhuǎn)恒星周期T(10987.70×8×××111000999236268456.729068×××××11090941303725.97 .1 5×××111000999369000618890500×××888秒)K=R3/T26888466604440000000333333338665××××

17、;1111000011616166××6668844466000440000000333333344366026×××××11111010100066161616G=666666666錯(cuò)誤 !.666666776655355375399999889×××××××××11111111100000-0-000-1-1-11111-1-1-111111111s30E24引力常太陽(yáng)質(zhì)量 M=1.99×10 kg ,地球質(zhì)量 M=5.9

18、8×10 kg ,0-113-2·kg-1數(shù) G =6.6720×10m·S例一：對(duì)于離地球 36000 公里的地球同步衛(wèi)星，其萬(wàn)有引力系數(shù)為：42R34×3.14 2(36000+6370) ×103 3G= M地· T2= 5.98 ×1024·(1 ×24×60×60) 2 =6.7199464-113-2-1×10m·S ·kg例二：1970 年 4 月 26 日中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星重量173 公斤，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道距地球最近點(diǎn)439 公里

19、，最遠(yuǎn)點(diǎn) 2384 公里，軌道平面和地球赤道平面夾角 68.5 °，繞地球一周114 分鐘。其萬(wàn)有引力系數(shù)為：42R34×3.14 2(439+2384)/2+6370×103 3G=·2=24·(114 ×60)2MT5.98 ×10地-113-2·kg-1=6.6419527×10m·S例三： 1971 年 3 月 3 日發(fā)射成功的中國(guó)科學(xué)實(shí)驗(yàn)人造地球衛(wèi)星，衛(wèi)星重量 221 公斤，近地點(diǎn) 266 公里，遠(yuǎn)地點(diǎn) 1826 公里，繞地一周 106 分鐘。其萬(wàn)有引力系數(shù)為：42R34×3

20、.14 2(266+1826)/2+6370 ×103 3G= M地· T2= 5.98 ×1024 ·(106 ×60) 2-11 3-2·kg-1=6.6498674×10m·S計(jì)算結(jié)果表明：隨著人造地球衛(wèi)星軌道的降低，人造地球衛(wèi)星與地球相互作用的萬(wàn)有引力系數(shù)的實(shí)際值一般都略小于正常的理論值。一般而言，人造地球衛(wèi)星離地球表面越近，萬(wàn)有引力系數(shù)越小，越偏離正常值，因此在對(duì)人造地球衛(wèi)星與地球之間的引力 （確切地說(shuō)應(yīng)該是向心力）進(jìn)行計(jì)算時(shí)，就必然會(huì)造成按牛頓萬(wàn)有引力理論算出的理論值大于實(shí)際值。（六）行星運(yùn)動(dòng)同向性，

21、軌道共面性，公轉(zhuǎn)周期超時(shí)性行星公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同向性：九大行星公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向都與太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)方向相同。 這一現(xiàn)象稱為行星公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同向性。( 詳見(jiàn)表1)行星軌道的共面性：九大行星公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道面幾乎都在一個(gè)平面上（該平面與太陽(yáng)自轉(zhuǎn)的赤道面夾角很小）。這一現(xiàn)象稱為行星軌道的共面性。 ( 詳見(jiàn)表 1)九大行星的公轉(zhuǎn)周期都大于太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)周期超時(shí)性 ( 太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)周期 : 赤道處是 25 天, 高緯度處是 35 天) 。 ( 詳見(jiàn)表 1) ，表 1 行星運(yùn)動(dòng)同向性，軌道共面性，公轉(zhuǎn)周期超時(shí)性質(zhì)量衛(wèi)星與太陽(yáng)的軌道傾角自轉(zhuǎn)周期公轉(zhuǎn)周期同向性共面性超時(shí)性規(guī)則（地球 =1）個(gè)數(shù)距離（A）（度）（天）（年）行星水星0.

22、055300.387758.650.241金星0.81500.72333.39243.010.615地球1.0011.000.0011.00火星0.107421.52371.8524.62291.881木星317.938165.20281.3089.84111.8623土星95.181239.53882.48810.23329.458天王星14.5311219.19140.77417.984.01海王星17.135830.06111.77419.2164.79冥王星0.0022139.529417.1486.3872248.54月亮繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和地球的自傳方向相同。九大行星都在接近同一平面

23、的近圓形的橢圓軌道上，朝同一方向繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，即行星的軌道運(yùn)動(dòng)具有共面性、近圓性和同向性，只有水星和冥王星稍有偏離。太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)方向也與行星的公轉(zhuǎn)方向相同。土星奇妙的盤狀圓環(huán)。環(huán)薄得令人難以置信，直徑數(shù)十萬(wàn)公里，厚度僅 100 米。用唱片來(lái)形容土星環(huán)很形象。它們由幾十億塊冰塊組成，排列在行星重力軌道內(nèi)，每一塊都是一顆小衛(wèi)星。我們?cè)倏匆幌挛覀冦y河系的概貌6. 行星自轉(zhuǎn)速度的現(xiàn)狀（A）地球自轉(zhuǎn)長(zhǎng)期減慢成因，目前的理論認(rèn)為是潮汐作用。但是潮汐理論又很難解釋：在類地行星中，地球自轉(zhuǎn)又是最快的。（B）內(nèi)六大行星的自轉(zhuǎn)速度（行星日長(zhǎng)），六大行星（水星，金星，地球，火星，木星和土星）自轉(zhuǎn)現(xiàn)狀看，自轉(zhuǎn)速度與軌道半

24、徑?jīng)]什么關(guān)系。由于它們的密度不一樣，自轉(zhuǎn)速度沒(méi)有比較的標(biāo)準(zhǔn)。將行星的密度轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一值，計(jì)算行星的自轉(zhuǎn)速度及行星日長(zhǎng)（詳見(jiàn)表 2）。表 2行星的自轉(zhuǎn)速度及行星日長(zhǎng)行星水星金星地球火星木星土星軌道半徑(A)0.390.721.01.525.29.54密度(g/cm3)5.45.35.53.91.30.7自轉(zhuǎn)周期58.8d243d23.93h24.92h9.92h10.6h(=)自轉(zhuǎn)周期58.44d235.17d23.93h19.6h3.87h2.66h公轉(zhuǎn)周期88d224.7d365.26d687d11.96yr29.46yr行星日長(zhǎng)175.85d116.74d23.99h24.657h9.921

25、h10.68h(=)行星日長(zhǎng)173.98d112.82d23.995h19.735h3.843h2.7h從表 2 得六大行星的日長(zhǎng)在考慮密度因素后有：離太陽(yáng)近的行星，行星的日長(zhǎng)就長(zhǎng) , 相對(duì)自轉(zhuǎn)速度就慢；離太陽(yáng)遠(yuǎn)的行星，相對(duì)自轉(zhuǎn)速度就快。（七）衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)期變化71衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特征：大部分（約占總數(shù)的80%）衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也具有同向性，共面性和超時(shí)性。 (1) 水星，金星：自轉(zhuǎn)很慢，沒(méi)有衛(wèi)星。 (2) 地球：僅有月球一棵衛(wèi)星，月球繞地球公轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，公轉(zhuǎn)周期是 27 天 7 小時(shí) 43 分，大于地球自轉(zhuǎn)周期。（3）火星：火衛(wèi)一繞火星公轉(zhuǎn)方向與火星自轉(zhuǎn)方向一致，公轉(zhuǎn)周期是

26、 7 小時(shí) 39 分，小于火星自轉(zhuǎn)周期?；鹦l(wèi)二繞火星公轉(zhuǎn)方向與火星自轉(zhuǎn)方向一致，公轉(zhuǎn)周期是 1.263 天，大于火星自轉(zhuǎn)周期。 ( 詳見(jiàn)表 4)表 4月球和火星的衛(wèi)星直徑與行星距離軌道傾角行星自轉(zhuǎn)衛(wèi)星公轉(zhuǎn)同向性共面性超時(shí)性規(guī)則（ km）（ 1000km）（度）周期（天）（天）周衛(wèi)星期月球3476384.518-29127.322火衛(wèi)一239.4-251.11.0260.319火衛(wèi)二1323.51.81.0261.263(4) 木星： ( 詳見(jiàn)表 5) 由表 5 可以看出：木星共有十六顆衛(wèi)星，12 顆衛(wèi)星以木星的自轉(zhuǎn)方向繞木星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；十四顆衛(wèi)星繞木星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的周期大于木星的自轉(zhuǎn)周期；只有

27、2 顆小衛(wèi)星繞木星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的周期小于木星的自轉(zhuǎn)周期； 4 顆小衛(wèi)星繞木星作逆向公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；較大的衛(wèi)星繞木星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都具有同向性，共面性，超時(shí)性。表 5 木星衛(wèi)星系直徑與行星距離軌道傾角行星自轉(zhuǎn)衛(wèi)星公轉(zhuǎn)同向性共面性超時(shí)性規(guī)則（km） （1000km）（度）周期（天）周期（天）衛(wèi)星木衛(wèi)十六40128-4200.410.295木衛(wèi)十五25129-4200.410.298木衛(wèi)五75135180-590.40.410.498木衛(wèi)十四(50)2220.80.410.675木衛(wèi)一1815421.60.040.411.769木衛(wèi)二15696710.470.413.551木衛(wèi)三263110700.190.41

28、7.155木衛(wèi)四240018830.280.4116.689木衛(wèi)十三(8)11094270.41238.72木衛(wèi)六(90)11480280.41250.57木衛(wèi)十(20)11720290.41259.22木衛(wèi)七(40)11737280.41259.65木衛(wèi)十二(15)212001470.41631木衛(wèi)十一(22)226001630.41692木衛(wèi)八(35)235001470.41735木衛(wèi)九(20)237001530.41758(4) 土星： ( 詳見(jiàn)表 6)土星的自轉(zhuǎn)周期 0.426 天, 由表 6 可以看出：土星共有 ( 有資料齊全 ) 十七顆衛(wèi)星，其中有 16 顆衛(wèi)星以土星的自轉(zhuǎn)方向繞土

29、星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它們都具有同向性，共面性，超時(shí)性為規(guī)則衛(wèi)星；只有土衛(wèi)九這顆小衛(wèi)星繞土星作逆向公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。表 6 土星衛(wèi)星系直徑與行星距離軌道傾角衛(wèi)星公轉(zhuǎn)同向性共面性超時(shí)性規(guī)則（km）（1000km）（度）周期（天）衛(wèi)星土衛(wèi)十五2015137.600.602土衛(wèi)十六7040139.3500.613土衛(wèi)十七5535141.700.629土衛(wèi)十一7050敗151.220.340.694土衛(wèi)十11080151.4720.140.695土衛(wèi)一195185.521.530.942土衛(wèi)二2502380.021.37土衛(wèi)三525294.661.091.888土衛(wèi)十三(12)294.6601.888土衛(wèi)十四1510

30、294.6601.888土衛(wèi)四560377.40.022.737土衛(wèi)十二1815377.40.22.737土衛(wèi)五7655270.354.518土衛(wèi)六25751221.850.3315.945土衛(wèi)4321.277土衛(wèi)八720356114.7279.331土衛(wèi)九11012952175.3550.48（5）天王星：( 詳見(jiàn)表 7)天王星的自轉(zhuǎn)周期0.746 天。表 7 天王星衛(wèi)星系直徑與行星距離軌道 傾角衛(wèi)星公轉(zhuǎn)同向性共面性超時(shí)性規(guī)則（km）（1000km）（度）周期（天）衛(wèi)星天衛(wèi)六（ 15）49.75(0.14)0.335天衛(wèi)七（ 15）53.76(0.09)0.376天

31、衛(wèi)八(20)59.16(0.16)0.435天衛(wèi)九(35)61.77(0.04)0.464天衛(wèi)十(30)62.66(0.16)0.474天衛(wèi)十一(40)64.36(0.06)0.493天衛(wèi)十二(55)66.1(0.09)0.513天衛(wèi)十三(30)69.93(0.28)0.558天衛(wèi)十四(35)75.26(0.03)0.624天衛(wèi)十五7586.01(0.31)0.762天衛(wèi)五235129.783.401.414天衛(wèi)一580191.240.002.520天衛(wèi)二585265.970.004.144天衛(wèi)三790435.840.008.706天衛(wèi)四760582.600.0013.463由表 7 可以看出

32、：天王星共有十五顆衛(wèi)星， 都以天王星的自轉(zhuǎn)方向繞天王星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 較大的衛(wèi)星繞天王星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的周期大于天王星的自轉(zhuǎn)周期；九顆小衛(wèi)星繞天王星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的周期小于天王星的自轉(zhuǎn)周期；較大的衛(wèi)星繞天王星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都具有同向性 共面性 超時(shí)性。（ 6）海王星：海王星的自轉(zhuǎn)周期 0.8 天，共有八顆衛(wèi)星，其中七顆以海王星的自轉(zhuǎn)方向繞海王星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 較大的衛(wèi)星海衛(wèi)一繞海王星作逆向公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 五顆小衛(wèi)星繞海王星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的周期小于海王星的自轉(zhuǎn)周期；大部分的衛(wèi)星繞海王星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都具有同向性 共面性 (詳見(jiàn)表 8) 。表 8 海王星衛(wèi)星系公轉(zhuǎn)同向性直徑共面性超時(shí)性與行星距離規(guī)則軌道傾角衛(wèi)星（km）（10

33、00km）（度）周期（天）衛(wèi)星海衛(wèi)三（25）48.00(0.)0.296海衛(wèi)四（40）50.00(4.5)0.312海衛(wèi)五(90)52.5(0)0.333海衛(wèi)六(75)62.00(0)0.496海衛(wèi)七(95)73.6(0)0.554海衛(wèi)八(200)117.6(0)1.121海衛(wèi)一1350354.81575.877海衛(wèi)二(170)5513.429360.16冥衛(wèi)一59519.64098.86.387（八）月亮遠(yuǎn)離地球現(xiàn)象近年來(lái)，世界各國(guó)的一些科學(xué)家和科技工作者經(jīng)過(guò)深入觀測(cè)研究，發(fā)現(xiàn)月球正逐漸離我們遠(yuǎn)去，并且將越來(lái)越暗。美國(guó)和法國(guó)的科學(xué)家利用 1969 年美國(guó)宇航員登月時(shí)放置在月球上的鏡子進(jìn)行測(cè)量

34、的結(jié)果表明， 28 年來(lái)地球與月球的距離增加了一米多，美法兩國(guó)科學(xué)家是利用精確的時(shí)間測(cè)量法來(lái)測(cè)量月地之間距離變化的，這種方法使激光脈沖投射到鏡面上然后又反射回地面上的探測(cè)器，一個(gè)來(lái)回約為 2.5 秒鐘，不斷測(cè)量來(lái)回所用時(shí)間的變化，就可得知月地距離的變化。多次測(cè)量表明，地球與月球之間的距離由于地球表面上潮汐的磨擦作用每年增加將近 4 厘米?？茖W(xué)家認(rèn)為， 在月球引力的作用下地球產(chǎn)生潮汐， 這種潮汐運(yùn)動(dòng)中的一部分能量就分散到地球的海洋里， 由于這種能量的失去月球系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)就受到影響，這就是月球逐漸遠(yuǎn)離地球的原因。美國(guó)兩位地理學(xué)家通過(guò)對(duì)鸚鵡螺化石的研究，也發(fā)現(xiàn)月球確實(shí)正在遠(yuǎn)離地球。 這兩個(gè)科學(xué)家觀察了

35、現(xiàn)存的幾種鸚鵡螺化石的研究，發(fā)現(xiàn)其貝殼上的波狀螺紋具有樹(shù)木年輪一樣性能， 螺紋分許多隔，雖寬窄不同，但每隔上細(xì)小波狀生長(zhǎng)線在 30 條左右，與現(xiàn)代農(nóng)歷一個(gè)月的天數(shù)完全相同。 觀察發(fā)現(xiàn)，鸚鵡螺的波狀生長(zhǎng)線每天長(zhǎng)一條，每月長(zhǎng)一隔。 這種特殊生長(zhǎng)現(xiàn)象使兩位科學(xué)家得到極大啟發(fā)，他們又觀察了古鸚鵡螺化石，驚奇地發(fā)現(xiàn)，古鸚鵡的每隔生長(zhǎng)線數(shù)隨著化石年代的上溯而逐漸減少。 而相同地質(zhì)年代的螺殼生長(zhǎng)線卻是固定不變的。 研究顯示，現(xiàn)代鸚鵡螺的貝殼上，生長(zhǎng)線是30 條，新生代漸新世的螺殼上，生長(zhǎng)線是26 條，中生代白堊紀(jì)是22 條，侏羅紀(jì)是18 條，古生代石炭紀(jì)是15 條，奧陶紀(jì)是9 條，由此推斷，在距今 4.2 億年前的古生代奧陶紀(jì)時(shí)，月亮繞地球一周只有 9 天。兩位地理學(xué)家又根據(jù)萬(wàn)有引力定律等物理學(xué)原理， 計(jì)算了那時(shí)月亮和地球之間的距離，得到結(jié)果是，在 4 億多年前，月球與地球之間的距離僅為現(xiàn)在的 43%。科學(xué)家們