引力的迷雾

于1687年出版的牛顿划时代巨著《论自然哲学的数学原理》第11、12章牛顿给出了万有引力的数学描述，但引力的本源却是未知的。牛顿曾说过这样一段话：“迄今为止，我只是用引力来解释月球绕地球的运动以及潮汐现象，引力的本质是什么，我不想说什么，但引力是客观存在的，这就足够了。”     

引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。２０世纪２０年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载…     

太阳系天体引力对空间引力波探测日心编队构型的影响分析

针对太极空间引力波探测任务，建立了太阳系天体引力摄动对日心编队构型影响的数学模型，利用仿真手段分析了太阳系中行星和月球、矮行星和小行星引力摄动对空间引力波探测日心编队构型的影响，提出了一种综合考虑小行星到卫星轨道距离和星等的二重筛选方法，能够快速估计小行星相对加速度的上界.分析了日心编队构型卫星初始相位角变化对太阳系天体引力摄动的影响.仿真结果表明，在行星和月球中，地球、金星和木星引力对空间引力波探测编队构型影响较大，行星和月球的引力叠加影响达到-2.78×10-11km·-2.矮行星的引力叠加影响不大于1.25×10-17km·-2，小行星引力的叠加影响不大于1.1180×10-15km·-2.另外，编队卫星受到的太阳系天体引力摄动对编队构型卫星初始相位角的变化不敏感.      

向我们走来的黑洞

人们一般觉得黑洞是一件神秘的新事物,其实,由400年前牛顿力学和万有引力理论,就可引伸出黑洞来。万有引力理论指出,物体都有引力,两个物体之间引力的大小与它们的质量成正比,与它们之间的距离平方成反比。天体表面上的物体,要想挣脱天体的引力束缚逃离这个天体,必须达到一定的运动速度。这个速度被称为逃逸速度。不同质量的天体有不同的逃逸速度,天体的质量越大,所需要的逃逸速度越大。如月球为5千米/秒,地球为11.2千米/秒,木星为     

寻找引力幽灵（上）

从动力学角度来解释天体运动的思想萌发于17世纪。引力理论最重要的发展就是把天上的引力与地面的重力联系起来,从而把引力推到无处不存在的“万有”的地步。首先觉察到引力和重力本质相同的人是英国物理学家胡克,他指出引力随与吸引中心距离的不同而变化。1680年初,胡克在给牛顿的信中提出了引力反比于距离平方的猜想。1679年,英国天文学家哈雷和伦恩根据开普勒第三定律,利用圆形轨道和匀速圆周运动的向心力公式,导出了作用于行星的引力与它们到太阳的距离的平方成反比,但是,他们还不能证明行星在椭圆轨道中也是如此。直到1687年,牛顿发表…     

太阳系中的“行星际超高速公路”

<正>借助行星的引力,探测器可以在不使用燃料的情况下游历于太阳系。在过去的十年中,意在改进航天器轨道的科学家在太阳系中发现了一种"底层"的结构。但它并不是英国物理学家牛顿所描述的行星和卫星精确地绕太阳运动。     

月核周围存在炙热液态层？

中国地质大学行星科学研究所的原田雄司博士领导的一支国际研究小组发现月球内部深处存在一个超软层，这个层产生的力量由地球引力导致。月球可能并非一颗毫无生气的大石球。     

充满活力的水星

根据来自美国航空航天局宇宙飞船的最新证据显示，水星是一个非常活跃、有生气的行星。 根据“信使”号水星探测器的数据显示，水星表面的撞击环形山在形成以后被某种地质运动过程改变了，而另一项对水星引力区的研究还显示了水星内部不寻常的构造。     

非量子化的引力之谜

万有引力是人类最早认识的一种相互作用.早在1678年出版的被称为"自然科学圣经"的牛顿巨著《论自然哲学的数学原理》一书中,牛顿给出了万有引力的数学表达,并用此来解释地球绕太阳的运动以及潮汐现象.     

引力的秘密

20世纪与万有引力相关的两大科学发现之一是，1967年剑桥大学的女硕士研究生贝尔，与其导师休伊特发现一颗脉冲双星。他们通过对这对脉冲双星的运动周期的精确测定证实，与爱因斯坦的广义相对论所预言的结果一致，这对脉冲双星的运动周期的变慢速度与基于广义相对论计算的引力辐射是一致的。     

赤道同步卫星轨道倾角的摄动

赤道同步卫星轨道倾角的摄动,主要是由于太阳、月球的引力所引起的。它们的作用使得卫星轨道平面围绕三个轴进动。这三个轴是黄极、北极和白极。绕此三轴进动的合成,就是赤道同步卫星轨道倾角变化的近似规律。这一结果,可从解Lagrangè行星运动方程得到。本文采用一个简单的方法可得到相近的结论。许多结果和现有资料非常接近。这个方法的基本思路是:设卫星在轨道上运动如同一个“陀螺”,在受到外力矩作用下产生进动。Thomson用此法研究过地球扁率引起的卫星轨道面的进动。我们用它来研究同步卫星轨道倾角的变化,也是有效的,尤其给出一个清晰的运动模型。     

引力场中运动物体加速度的各向异性

在引力或任何其它力的作用下 ,运动物体的加速度是各向异性的。即在同样大小力的作用下 ,力与速度方向垂直时的加速度要大于力与速度方向一致时的加速度。将这种横向额外加速度理论应用在天体力学方面 ,正确地计算了行星近日点的“多余”进动角和光线在经过太阳表面时由引力引起的偏转角。并且定性地解释了最近发现的所谓航天器的“奇异”加速度。因此 ,行星、航天器和光子等等完全不同的物体在引力场中的运动轨道可以用完全相同的物理机制——“加速度各向异性”理论扩展了的牛顿理论加以描述。     

月球概况

月球是地球惟一的天然卫星，距地球 384 400千米，半径 1738千米，相当于地球半径的 27％，质量 7.35× 1022千克，相当于地球的 1/81。 　月球的轨道运动 月球以椭圆形轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称为“白道”。白道平面不重合于赤道，也不平行于黄道面，而且空间位置不断变化，周期为 173日。 　月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转，周期为 27.321 66日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称之为“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。 　…     

小行星远距离抵近轨道

讨论了小行星引力一阶项可被忽略情况下的小行星远距离轨道设计及动力学。此时,航天器的运动受太阳引力和太阳光压的影响。航天器和小行星的加速度之差在这两者之间形成的独特的相对动力学,为航天器在小行星附近停驻与观测提供特定轨道。完整解决了小行星处于圆形日心轨道这一较简单情况,也考虑和阐述了椭圆轨道情况,并取得了一些初步结果。     

基于卫星自旋的纯引力轨道万有引力干扰抑制

一个称为“内卫星”的验证质量块位于外卫星的内部空腔中,不与外卫星接触而自由飞行,由于外卫星的屏蔽,其不受大气阻力、太阳光压等干扰作用,沿着纯引力轨道飞行。外卫星会对内卫星产生万有引力作用,是内卫星纯引力轨道的主要残余干扰。根据卫星相对运动动力学方程,建立了万有引力干扰对内卫星纯引力轨道影响的分析模型;基于将外卫星绕轨道面法向旋转以调制万有引力的策略,建立了外卫星自旋对万有引力干扰影响的抑制模型。以内编队纯引力飞行系统为例,对比计算了外卫星有无自旋时万有引力干扰对内卫星纯引力轨道的影响。基于模型的分析表明,外卫星自旋能够显著抑制万有引力干扰对内卫星纯引力轨道的长期影响;实例计算表明,万有引力干扰的天长期影响能够降低5~7个数量级。     

登陆小行星从海底起步

除了家园地球之外,人类仅仅登上了月球这一个天体,并计划着登陆火星。此外,美国航宇局还设想在不远的将来能够登上一颗近地小行星。不过,登陆小行星可能会比登陆火星更加困难。难点在于两个方面,一个是引力环境。月球的引力只有地球的六分之一,所以阿波罗登月的航天员在月球上是蹦跳着行走的。而小行星的引力如何呢?     

太阳系内的小行星

１９９９年８月１８日 ,这个被称之为“世界末日”的日子已平安度过 ,“十字大连星”说法不攻自破。据说这种“理论”出自某科学家之口 ,他过高地估计了行星对地球的引力作用 ,认为行星在地球四周形成十字架的时候 ,便是毁灭地球的时刻。其实 ,其引力简直微不足道 ,还不及月球对地球潮汐的作用大。那么 ,太空中的小行星究竟处在什么状况呢？为什么动不动就传出骇人听闻的消息？这要从太阳系内的行星说起。目前 ,人们公认太阳系内有九大行星 ,除此之外还有约５万颗小行星。与九大行星的卫星不同 ,它们也都围绕太阳旋转 ,且直径大小不一 ,其中…     

2002年:太空"圆舞曲"

２００２年，看似简单的万有引力将使月球及各行星表演各种复杂的“舞蹈”。人造装置也将上演真空包装的“圆舞曲”。１月演出将从２００２年到来的第一刻起拉开序幕，届时木星到了一年中最亮的时刻。上半月，肉眼难得见到的水星将成为夜晚耀眼地悬挂在天边的惟一“明星”。１４日，一轮新月将挂在水星下，为天空增加一道亮光。２月一组宇航员计划拜访哈勃天文望远镜，对它进行维修并安装升级工具，加强这个观测站的光学仪器功能。２０日，月球将迅速移动到与土星最近的地方，２２日移至木星附近。４月／５月安静了一个月之后，夜幕降临时分…     

月球火山仍在活动

一般都认为，月球是一个寒冷、死寂的空间。可是。最近科学家发现了过去10亿年间月球火山活动的证据。他们认为，未来几十年间。月球还会有火山活动。而这个时间点，不会超过一个人的寿命。亚利桑那州立大学的行星科学家马克·罗宾森指出。尽管大家认为在很久以前月球就变得寒冷，但它依然不时在发出内热，所以，月球比我们想的要温暖一些。     

奇闻趣事六则

银河系的运转 ○刘健生 　　宇宙中的各种星体都在旋转，有旋转就有旋转的方向，银河系也不例外。银河系向何方 运转，这需要从星体内的引力说起。 　　宇宙中的星体都有引力，根据其大小或质量不同而异。如太阳的引力超过地球，吸引地 球围绕太阳旋转；地球的引力超过月亮，吸引月亮围绕地球旋转。 　　引力不论强弱都互有作用 (影响 )。如月亮的引力虽然比地球弱，但是也能吸引着地球 上的海水产生潮汐现象。行星的引力，也能使其周围的恒星产生振颤现象。美国天文学家利 用多普勒光谱仪器检测到，由于行星的引力使恒星的运动出现振颤现象…