近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的形成原理
——《自由運(yùn)動(dòng)論》在實(shí)際中的應(yīng)用(31)

咸立德

(曲阜市書畫社，山東 曲阜 273100)

本文依據(jù)《自由運(yùn)動(dòng)論》的理論，從另一角度描述了行星近日點(diǎn)及近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象的形成原理。理論表明，相對(duì)性近日點(diǎn)是由于太陽(yáng)也在太陽(yáng)系中心附近公轉(zhuǎn)導(dǎo)致的。行星在公轉(zhuǎn)的同時(shí)，也隨著太陽(yáng)系在運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致行星在太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道外側(cè)靠近太陽(yáng)，而在軌道內(nèi)側(cè)是遠(yuǎn)離太陽(yáng)的，形成絕對(duì)性近日點(diǎn)。行星在隨太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)中具有近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)性質(zhì)。

一、一維運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)性近日點(diǎn)現(xiàn)象分析

由《<自由運(yùn)動(dòng)論>的宇宙學(xué)原理》及《自由運(yùn)動(dòng)曲率公式修整》的理論可知，在太陽(yáng)系中，太陽(yáng)和行星都是繞著一個(gè)原始質(zhì)量虛空中心在公轉(zhuǎn)。如圖1所示。

把行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)視為一維運(yùn)動(dòng)，行星，包括太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)具有勻速圓周運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期和行星公轉(zhuǎn)周期是不同的。所以，當(dāng)太陽(yáng)和行星運(yùn)動(dòng)到太陽(yáng)系中心的同一側(cè)時(shí)太陽(yáng)和行星在a點(diǎn)距離最近，a點(diǎn)可視為行星的近日點(diǎn)，距離為r1，b點(diǎn)可視為遠(yuǎn)日點(diǎn)，距離為r2。這種一維運(yùn)動(dòng)中雖然也存在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)現(xiàn)象，但不屬于行星的橢圓運(yùn)動(dòng)形式而導(dǎo)致的，可視為相對(duì)性近日點(diǎn)。

二、二維運(yùn)動(dòng)中絕對(duì)性近日點(diǎn)性質(zhì)分析

反曲率現(xiàn)象：例如在太陽(yáng)系的運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)行星軌道速度小于太陽(yáng)系的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，行星在太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)軌道內(nèi)側(cè)的和速度產(chǎn)生的曲率是背向太陽(yáng)的，此時(shí)稱之為反曲率現(xiàn)象。

在前一節(jié)的前提下，同時(shí)考慮到太陽(yáng)系在更大星系中的公轉(zhuǎn)，行星在一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)就不是等速的了，如圖2所示。

當(dāng)行星從1位置運(yùn)動(dòng)到2、3位置的過程中，行星公轉(zhuǎn)速度V和星系運(yùn)動(dòng)速度v疊加，有v1、v2、v3逐漸增大，速度方向是偏向于太陽(yáng)。而在從3位置到4、1位置，疊加后的速度v3、v4、v1是逐漸減小小的，速度方向是遠(yuǎn)離太陽(yáng)的。在1點(diǎn)，如果存在V大于v，根據(jù)自由運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就會(huì)產(chǎn)生反曲率現(xiàn)象，就是運(yùn)動(dòng)彎曲不是向著太陽(yáng)，而是向外彎曲。意味著，V相對(duì)于v越大，1位置遠(yuǎn)離太陽(yáng)越遠(yuǎn)。所以，行星在一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)中，在3位置屬于離太陽(yáng)最近的點(diǎn)，即3位置就是行星的近日點(diǎn)。

由自由運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，根據(jù)太陽(yáng)系的自轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，行星近日點(diǎn)3是處在太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道外側(cè)。所以，行星在二維運(yùn)動(dòng)中，公轉(zhuǎn)速度經(jīng)過疊加而不同，導(dǎo)致的行星運(yùn)動(dòng)軌道具有橢圓性質(zhì)，近日點(diǎn)是絕對(duì)性的，可稱絕對(duì)性近日點(diǎn)(第四(一)圖4)。

三、近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)形成原理

(一)近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)形成原因。根據(jù)二節(jié)的分析，若同時(shí)考慮太陽(yáng)系在更大的星系中公轉(zhuǎn)。而行星的近日點(diǎn)在太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道外側(cè)具有絕對(duì)性。在第二次運(yùn)動(dòng)周期上近日點(diǎn)必定存在進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，如圖3所示。

當(dāng)行星從第一次近日點(diǎn)1處繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到第二次近日點(diǎn)2時(shí)，太陽(yáng)也運(yùn)動(dòng)了角度a。也就是說(shuō)，事實(shí)上行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周的位置應(yīng)該是3。所以要想到達(dá)近日點(diǎn)2，必須再運(yùn)動(dòng)a度。也就是說(shuō)，由于太陽(yáng)系公轉(zhuǎn)，第二次近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)了a度。

由以上分析可知，行星的近日點(diǎn)在軌道外側(cè)是固定的，太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)導(dǎo)致了近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，而且存在行星公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)，到達(dá)第二次近日點(diǎn)的時(shí)間就越長(zhǎng)，太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的角度a就越大。在一個(gè)周期上的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)幅度就越大。

很明顯，當(dāng)太陽(yáng)在更大的行星中公轉(zhuǎn)一個(gè)周期，即公轉(zhuǎn)360°時(shí)行星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)360°。即行星近日點(diǎn)周期等于太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)周期。所以，不同的行星在一個(gè)周期上的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)幅度不同，但是近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)周期是相同的，都是太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)周期。

所以，近日點(diǎn)現(xiàn)象是公轉(zhuǎn)天體在相對(duì)二維運(yùn)動(dòng)中的速度疊加而產(chǎn)生變化的結(jié)果。而公轉(zhuǎn)天體所在的星系也是在公轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)具有一定的曲率，形成了近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。即行星在相對(duì)三維運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。假設(shè)星系沿直線運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)產(chǎn)生近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象了。

(二)近日點(diǎn)性質(zhì)在宇宙學(xué)原理中的應(yīng)用。由于近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的性質(zhì)可知，在太陽(yáng)系中，行星的近日點(diǎn)是處在太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道外側(cè)，具有普遍性。所以，根據(jù)這一性質(zhì)可以判定太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)中心的方向了。如圖3所示。太陽(yáng)系所圍繞的更大的星系的虛空中心必定是在地球在近日點(diǎn)時(shí)和太陽(yáng)的連線方向上。

四、行星近日點(diǎn)及近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象的特性和普遍性

(一)近日點(diǎn)現(xiàn)象的特性。第二節(jié)分析(圖2)的是當(dāng)星系運(yùn)動(dòng)速度V遠(yuǎn)大于行星公轉(zhuǎn)速度v時(shí)的情況，導(dǎo)致在軌道內(nèi)側(cè)產(chǎn)生反曲率現(xiàn)象，反曲率性質(zhì)是形成近日點(diǎn)在軌道外側(cè)的主要原因。反曲率會(huì)導(dǎo)致相對(duì)于太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)曲率急劇增大。

若v等于V或者v大于V，在內(nèi)側(cè)1點(diǎn)的速度(二維上的速度)為零或者不為零(仍有絕對(duì)速度)，行星仍具有相對(duì)公轉(zhuǎn)速度v(或者絕對(duì)速度)在繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，相對(duì)于太陽(yáng)，行星軌道接近圓形。也正是這個(gè)原因，行星的軌道偏心率不同。也就是說(shuō)，雖然行星的近日點(diǎn)是由星系的運(yùn)動(dòng)形成的，具有絕對(duì)性，但是近日點(diǎn)形成的偏心率是不相同的。如圖2中，若觀察速度V的影響，太陽(yáng)就相當(dāng)于處在一個(gè)卵形軌道的小圓一頭，如圖4所示。

如果同時(shí)考第一(一)的相對(duì)性近日點(diǎn)的存在性，近日點(diǎn)的性質(zhì)就更為復(fù)雜，如果某行星在第二維度上的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的差距很小，甚至相對(duì)性近日點(diǎn)就起了主要作用，就是這種情況中，所謂的近日點(diǎn)是相對(duì)性近日點(diǎn)，而絕對(duì)性近日點(diǎn)不明顯了。

若同時(shí)考慮圖1和圖4所描述的近日點(diǎn)，就是同時(shí)考慮太陽(yáng)的在太陽(yáng)系里的公轉(zhuǎn)和太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)。近日點(diǎn)的距離大小也是不同的?？尚纬捎凶罱拯c(diǎn)和最遠(yuǎn)近日點(diǎn)現(xiàn)象。如圖5。

r1為最近近日點(diǎn)，r2為最遠(yuǎn)近日點(diǎn)，r3為最近遠(yuǎn)日點(diǎn)，r4為最遠(yuǎn)遠(yuǎn)日點(diǎn)。

由于存在圖5所描述相對(duì)性近日點(diǎn)的現(xiàn)象，越是內(nèi)軌道行星，平均軌道半徑越小，其相對(duì)性近日點(diǎn)的性質(zhì)就會(huì)越明顯，甚至是相對(duì)性近日點(diǎn)是代表了這個(gè)行星的近日點(diǎn)的性質(zhì)，相當(dāng)于r2大于r3。此時(shí)近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)性質(zhì)就會(huì)與太陽(yáng)在太陽(yáng)系里的公轉(zhuǎn)周期有關(guān)，而與太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。相反，外軌道行星的軌道半徑很大，相對(duì)性近日點(diǎn)的性質(zhì)就不明顯，只能是形成成為最大近日點(diǎn)的原因，近日點(diǎn)主要體現(xiàn)為絕對(duì)性近日點(diǎn)性質(zhì)，相當(dāng)于r2遠(yuǎn)小于r3。

(二)近日點(diǎn)及近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象的普遍性。近日點(diǎn)及近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象具有普遍性，是按某個(gè)天體作為參考來(lái)觀察的。比如相對(duì)于月球，月球在地球系里也有近日點(diǎn)現(xiàn)象，就是現(xiàn)代物理學(xué)定義的的近地點(diǎn)。按照前幾節(jié)的論述，也是符合以上論述的原理的。

月球的公轉(zhuǎn)速度大約是1000米每秒，而地球系的公轉(zhuǎn)速度大約30000米每秒。根據(jù)圖2的分析，月球在地球系公轉(zhuǎn)軌道內(nèi)側(cè)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的反曲率現(xiàn)象，其公轉(zhuǎn)性質(zhì)就有鮮明的如圖4所描述的卵形軌道性質(zhì)。近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的差距就會(huì)很大。

由第三節(jié)的分析可知，由于月球的公轉(zhuǎn)周期是30天左右。而地球的公轉(zhuǎn)周期是360天左右，所以，月球在一個(gè)周期上的近地點(diǎn)進(jìn)動(dòng)應(yīng)是30°角。所以，月球近地點(diǎn)進(jìn)動(dòng)周期是360天，是地球系繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期。

五、近日點(diǎn)的疊加性質(zhì)

繼續(xù)考慮太陽(yáng)系在更大星系里的近日點(diǎn)性質(zhì)，近日點(diǎn)現(xiàn)象是可以疊加的。以地球系的近地點(diǎn)為例，如圖6所示。

月球在地球系中的近地點(diǎn)會(huì)因?yàn)榈厍蛳档慕拯c(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的不同而不同，由第四(一)的圖4所描述的，當(dāng)?shù)厍蛳翟谶h(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，地球系的運(yùn)動(dòng)曲率會(huì)有反曲率現(xiàn)象，而月球的遠(yuǎn)日點(diǎn)和地球系的反曲率性質(zhì)相反，而近日點(diǎn)和反曲率性質(zhì)相同，所以，此時(shí)月球在近地點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)曲率會(huì)減小，所以此時(shí)的近地點(diǎn)會(huì)增大。相反月球的近地點(diǎn)在地球系也在近日點(diǎn)時(shí)，此時(shí)的月球的近地點(diǎn)性質(zhì)就會(huì)加劇。近地點(diǎn)會(huì)更近，遠(yuǎn)地點(diǎn)會(huì)更遠(yuǎn)。所以，經(jīng)過近日點(diǎn)性質(zhì)的疊加之后，月球的近地點(diǎn)在地球系也處于近日點(diǎn)時(shí)段內(nèi)的近地點(diǎn)是最近的。

也就是說(shuō)，近日點(diǎn)現(xiàn)象在復(fù)雜的高維度運(yùn)動(dòng)中是有規(guī)律性變化的，也是可以疊加的。

六、結(jié)論

行星相對(duì)于太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)形成了相對(duì)性近日點(diǎn)，同時(shí)考慮星系的運(yùn)動(dòng)，即相對(duì)于二維運(yùn)動(dòng)中形成絕對(duì)性近日點(diǎn)。在三維的太陽(yáng)系的運(yùn)公轉(zhuǎn)中產(chǎn)生近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)性質(zhì)，而且在各自的一個(gè)公轉(zhuǎn)周期上，公轉(zhuǎn)周期越大近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)幅度就越大的規(guī)律。但是，所有的行星的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)周期是相同的，都等于太陽(yáng)系的公轉(zhuǎn)周期。行星近日點(diǎn)及其近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象具有普遍性。近日點(diǎn)現(xiàn)象在復(fù)雜的高維度運(yùn)動(dòng)中是有規(guī)律性變化的。

[1]咸立德.自由運(yùn)動(dòng)曲率公式修整——《自由運(yùn)動(dòng)論》在實(shí)際中的應(yīng)用(30)[J].山西青年，2018(4).

[2]咸立德.自由運(yùn)動(dòng)論[C].2016首屆全國(guó)智慧城市建設(shè)應(yīng)用高峰論壇論文集，2016.