银河中心奇特状态因由

银河系像一个旋涡，星体、星系在其旋转臂上围绕中心旋转。这样的奇特中心是怎样形成的呢？康德《星云假说》论述过星云———旋转———星体形成，旋转引力增大，旋引小星体———恒星形成，恒星旋转引力增大———星系形成……从康德《星云假说》可以推论，银河系中心原应是一个质量很大、高速旋转、温度很高的星体，是比太阳系的太阳质量大很多倍的高温球体。为什么现在观测到的银河系中心是呈旋涡状的呢？依据牛顿万有引力，任何一个物体围绕一个中心或大质量的物体的旋转都有两个作用力：向心力和离心力。银河系中心体由大质量、高速旋…     

量子引力需要的是更多的实验

正数学不会解决量子引力问题,实验会解决。20世纪90年代中叶,我学了数学。我的确不能肯定这一辈子想干什么,但是数学描述自然世界的能力让我惊叹不已。学了微分几何和李氏代数之后,我参加了数学系组织的一个系列研讨,讨论基础物理学里最大的问题:如何把引力量子化,然后将所有自然力统一在一个理论框架之下。该系列讨论聚焦于宾夕法尼亚州立大学阿贝·阿西提卡倡导的新方法。这样的讨论我以前没有参加过,所以给我的印象是问题已经得到解决,只是消息还没     

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。     

小行星远距离抵近轨道（英文）

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。     

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…     

小行星和彗星之间的秘密

你知道小行星的来历吗?你知道第二小行星带吗? 你知道小行星和彗星的关系吗?你知道库珀星吗? 关于小行星的来历,至今在科学家中还有许多不同的假说,有说是一颗大行星碎裂而成的,有说是太阳系形成时的残留物质,有说是太阳引力俘获的外来物质,有说是…… 至于小行星和彗星的关系嘛,嗯——,它们确有一些共同的地方。略说其三。     

基于FEM的引力参考传感器自引力计算与补偿

空间引力波探测太极计划将利用激光干涉的方法,测量两个检验质量之间的距离变化反演引力波信息。在0.1 mHz处,要求检验质量在敏感轴方向的总残余加速度保持在■以下。由航天器载荷静引力、热形变和质量波动引起的自引力噪声是检验质量的残余加速度噪声主要来源之一,要求检验质量在敏感轴方向的自引力加速度小于1×10^-10m/s²,引力梯度小于5×10^-8s^-2。为了计算检验质量处的自引力大小和引力梯度,针对检验质量与引力源几何形状的不规则性,基于有限元法编写程序计算了引力参考传感器中的引力源作用在检验质量上的线加速度、角加速度和引力梯度。为了缩短计算时间,提出“类自适应”网格划分方法以减小网格数量,并设计了配重以补偿自引力。计算结果显示,经过补偿后的检验质量在敏感轴方向的自引力加速度为9.237 7×10^-12m/s²,引力梯度为-2.569 1×10^-8s^-2,满足设计要求。本研究能够为航天器和引力参考传感器的设计与引力补...     

引力和电磁力的对话

引力是人类最早认识的一种相互作用。1687年出版的牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》一书中描述了引力作用的基本形式,但是引力的本源是什么,却一直没有找到答案。1915年,爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论,广义相对论用时空的弯曲来解释引力的本质,但是,这仍然是一种表面的描述,没有触及引力     

银行系的午餐

借助于“近红外全天巡天计划”（简称2MASS）取得的数据，来自美国两所大学的天文学家发现我们所寄居的银河系正在吞食它身旁的一个小星系。这个命运悲惨的小星系目前已经被银河系的强大引力拉成了意大利面条状，处于垂死阶段。     

宇宙探索100问

什么叫量子引力论 量子引力论是将广义相对论与量子理论结合起来的理论,它包括引力场、电磁场和其他所有与基本粒子相关的力场,实际上,量子引力论是把量子场论推广到涉及时空的引力中。量子引力论认为,在小于106厘米的最初宇宙中,引力起支配作用,时空像能量和物质一样,是由颗粒组成的,引力是量子化的,它的量子过程可使时空突然膨胀起来,这样,量子引力论准许时空自发地、没有原因     

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…     

三维引力辅助机理分析

针对星际探测中的引力辅助技术,通过引入两个参数,将平面椭圆型限制性三体模型拓展到三维椭圆型限制性三体模型.通过逆向与正向积分,得到引力辅助前后飞行器的能量和角动量,据此将引力辅助轨道划分为16种类型.深入讨论了这两个参数对轨道类型、轨道能量和轨道倾角的影响,总结出了相应的变化规律.以地月系统为例,针对不同任务要求,给出了通过月球引力辅助,实现地月系统俘获与逃逸的引力辅助参数的选择区域,并对引力辅助参数进行了优化.     

谁是星体自转的幕后推手

星体自转在宇宙中是一种较普遍的现象。但这种动力来自何处，却是一个未解之谜。 康德关于太阳系形成的假说认为星体的自转动力来源于“第一次启动”，即所谓星体最初形成时的压缩斥力。但他无法解释斥力为什么一定要引起星体自转，也不能解释这些星体为什么会数亿年转个不停。尽管他指出牛顿对斥力没有像对引力说得那么清楚，但他自己对斥力的解释同样是模糊不清的。     

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。”     

银河系的午餐

借助于“近红外全天巡天计划”(简称2MASS)取得的数据,来自美国两所大学的天文学家发现我们所寄居的银河系正在吞食它身旁的一个小星系。这个命运悲惨的小星系目前已经被银河系的强大引力拉成了意大利面条状,处于垂死阶段。这个成为银河系盘中之物的小星系就是“人马座矮星系”     

精确动力学模型中的行星引力辅助轨道设计

轨道设计分为初步设计和精确模型迭代两步,初步设计基于等效脉冲模型,用圆锥曲线拼接法确定时间窗口和引力辅助产生的速度脉冲。精确模型中引力辅助看作是一个连续的过程,将简化模型得到的引力辅助双曲线轨道化为行星心目标B平面参数,以地心逃逸速度作为设计变量,通过微分修正的方法进行求解。通过算例对比分析了简化模型和精确模型设计结果之间的关系,结果表明,引力辅助脉冲等效模型精度较好。     

神秘的黑洞

<正>黑洞是怎样产生的?天文学家预言,当一个质量较大的恒星耗尽所有燃料后,会因自身的引力而坍塌,渐渐形成黑洞。恒星内部的引力会变得如此巨大,以至于它的密度越来越大,同时也使得星体内的引力不断增强。随着引力的增大,恒星的半径将小于引力半径。一旦越过这一点,恒星就会消失不见,只剩下自己的引力场!1939年,美国天体物理学家罗伯特·奥本海默和哈特兰·斯奈德用数学方法证明了这种变化的存在。     

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。     

一个月诞生月球

迄今为止，关于月球的形成原因，有许多假说，但最主要的假说只有4种：第一种是认为月球是地球的一部分物质形成的“母子说”；第二种是“捕获说”，这种说法认为，月球是太阳系内某处形成的某种天体在接近地球时，被地球的引力所捕获形成的；第三种是“兄弟说”，这种说法认为，地球和月球几乎于同时在太阳系中形成；第四种说法是大碰撞说。这种说法认为，月球是地球遭到火星大小的天体碰撞后，四散的碎片最终形成了的。     

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…