数论人生

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天体的运动轨迹

(2024-08-16 11:55:33) 下一个

要描述一个物体的运动轨迹,首先必须选定一个参照系,因为一切物体的运动都是相对的,只有光子除外。这个参照系是观测者主观确定的,不同的人可以有不同的取法;它可以是一颗恒星或者一个星系,也可以是一块矿石或者一个核素。它是定量描述的起点,在数学上可以表示为(di1, di2, di3; ti),其中,dij代表三个维度,ti是起始时刻。三个空间维度可以是正交系,也可以是任何线性无关的坐标系;时刻维度是客观存在的,只有间隔因人而异。

地心说并无任何不妥,因为人类最初是以地球为参照系的。日心说也不全对,因为行星和太阳本身其实都是围绕太阳系的质量中心运转的,只是那质量中心在太阳附近(并不在太阳本身的质量中心处)。对于单个的行星来说,它的运行轨道一定是平面曲线,因为在引力场中,最快滑行曲线一定是平面曲线。不同行星的轨道平面可以不相同,只有在与恒星相距一定范围之内的天体,它们的轨道平面相同;对于远距离的行星如冥王星,以及彗星,系外陨石等,它们的轨道平面各不相同。

所有行星、彗星的轨道并不是固定的,因为它们连同恒星的质量中心还要绕星系(如银河系)的质量中心(在射手座Sagittarius附近,距地球2万6千光年)作平面运动。站在银河系的质量中心处去看各个恒星、行星及其卫星的运动轨迹,都是时空里的不规则曲线,但形状还是固定的,也就是说其曲率和绕率可以被确定。各个星系在整个宇宙里还是运动着的,宇宙的质量中心在何处未知。如果承认大爆炸理论的话,质量中心就在大爆炸开始的奇点处,计时也是从大爆炸开始的那一刻起。如果认为有多个平行宇宙,它们无始无边,那么中心一说就无从谈起了。

我们只能局限于地球人类可以观测并想像的那个宇宙,它是无始无边的,在时空里随意漫行。一个宇宙中均匀地分布着能量和时刻:能量是一切存在的总称,由最小的能量块(量子)组合而成各种各样的形状,有人类可触觉的质量块,也有人类不可感知的波动,还有能够想像的意识体。能量块分布的原则有三条:(1)互斥性,具有相同状态的块不能在同一时刻占据空间同一区域;(2)寿命天定,任何形态都是暂时的,在一定的时间之后它就会变成另一种形态。(3)均匀性,即同种形态的能量体要尽可能均匀地分布在时空中。

人是怎么怎知道这些规则的?靠观察、计算和归纳。能量块之间的相互作用可以表现为力,而力可以被量化。对于有质量、占空间的物体,它们之间存在“万有引力”,引力的大小与质量和距离有关。在假设质量不随时间变化的前提下,可以用矢量的加法原理推出,力的大小与距离的平方成反比,或者与距离成正比。由此便可推出Kepler关于行星运动的三条定律。但这不能解释行星轨道的偏移,更不能解释恒星的运动轨迹,我们必须考虑到恒星和行星的质量其实是随时间而变化的,还有因为星体的自转而产生的Coriolis力、Euler力,以及磁场力。

有了量化的力之后,一个恒星及其内部的行星、卫星、可能出现的彗星等,关于其质量中心的运动方程,就可以用一些偏微分方程表出。求解后,可以预测它们今后的走向,但我不相信这能够对人类的命运有什么影响;占星术可信吗?

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评论
supercs88 回复 悄悄话 科学是客观的,怎么成“在你的观念里”了?我们说“大山是静止的”,就是相对的啊。
运动是绝对的,任何物体都在运动,但是运动的速度(快慢)是相对的。
欧洲联盟 回复 悄悄话 回复 'supercs88' 的评论 : 在我的观念中没有静止的概念,宇宙本来就是一个永动机。这里说的运动相对性是指,物体的运动轨迹都是相对于某个参照系而言的。
欧洲联盟 回复 悄悄话 回复 'supercs88' 的评论 : 你想看证明吗?我可以发给你。
supercs88 回复 悄悄话 欧洲老师,你又说错了,“一切物体的运动都是相对的”是错的,运动是绝对的,静止是相对的。
我越来越怀疑你的身份,你能证明Goldbach's conjecture?
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