並非什麼東西的軌跡都是圓的,行星的運動軌跡就不是,為什麼?
2023-04-02 04:21:51 4
如果有一個簡單的幾何圖形能給人以安慰,它估計是圓的圓總是給人一種合理的感覺,這表現在許多與圓相關的事物的發展上,如行星的軌跡。根據記錄,亞里斯多德是第一個模擬太陽系的人,也是第一個把行星軌道畫成圓形的人。在那之後,許多天文學家和數學家想知道為什麼行星的軌道是圓的,但是他們不明白為什麼,最後他們只能認為這是理所當然的。哥白尼提出日心說後,他還建立了一個太陽系模型,其中行星的軌道也是圓的。
聖賢的理論使人們相信主要行星圍繞太陽的軌道是圓形的,直到一個名叫布拉的天文學家出現。在丹麥國王的大力支持和贊助下,布拉配備了當時該地區最先進的觀測設備,並擁有一個用於觀測和數據採集的大型天文臺。在這種情況下,布拉繪製了一張比其他人更精確的地圖,讓人們意識到嚴格意義上的地球軌跡不是一個圓。在布拉之後,克卜勒的研究和發現走得更遠,但是他的研究是在繼承了布拉的所有科學遺產之後開始的,所以有些人認為是克卜勒殺了布拉。
獲得科學研究的條件後,他開始更精確地研究太陽系,並計算出行星的軌道是橢圓形的,但當時他仍無法解釋為什麼它是橢圓形的。克卜勒之後,一個偉大的科學人物在世界各地出現了。他就是牛頓牛頓試圖用微積分來解決行星的橢圓軌道問題,結果是成功的。然而,對於許多人來說,當他們聽到數學和微積分是非常大的,解釋是非常抽象的。我們不妨把行星的運動看作是在太陽引力下的自由落體。
我們都知道,如果一個物體在高空水平投擲,在忽略空氣阻力的情況下,它會在重力的作用下自由下落,速度會越來越快,直到它落到地面。如果稍微調整物體初始運動的角度,就會發現物體在空中作拋物線運動後會著陸。這種情況也適用於解釋太陽系中行星的運動。如果你垂直觀察行星的軌跡,你會發現橢圓實際上是由兩個拋物線組成的。行星開始像自由落體一樣在離太陽最近的地方移動,並在到達最高點後再次下落。
落到離太陽最近的地方,開始向另一個方向自由下落,所以離太陽最近的地方是行星運動速度最快的地方,離太陽最遠的地方也是行星運動速度最慢的地方。當然,上述說法只是作者在閱讀相關資料後的一種通俗解釋,可能與科學理論相悖。事實上,許多抽象理論可以在現實生活中找到類似的現象。在理解了你周圍的現象之後,你通常可以更好地理解抽象的事物。