水星近日點日常如何進(jìn)動的？

牛頓的萬有引力理論在天文學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用和驗證，取得了輝煌的成果。但是根據(jù)牛頓萬有引力定律計算的水星近日點進(jìn)動值與觀測值存在分歧。1859年，法國天文學(xué)家勒威耶發(fā)現(xiàn)水星近日點進(jìn)動的觀測值，比根據(jù)牛頓定律算得的理論值每世紀(jì)快38″，并猜測這可能是一個比水星更靠近太陽的水內(nèi)行星吸引所致?？墒墙?jīng)過多年的辛勤搜索，這顆猜測中的行星始終毫無蹤影。紐康測定這個值為每世紀(jì)43″。他提出，這可能是那些發(fā)出黃道光的彌漫物質(zhì)的阻尼所造成的。但是，這種假設(shè)又不能解釋其他幾顆行星的運動，于是紐康就懷疑萬有引力定律中的平方反比規(guī)律有問題。為了能同時解釋幾顆內(nèi)行星的實際運動，紐康求出了引力應(yīng)與距離的（2+1.574）×10-7成反比。19世紀(jì)末，電磁理論發(fā)展的早期，韋伯、黎曼等人也都曾試圖用電磁理論來解釋水星近日點的進(jìn)動問題，但均未能得出滿意的結(jié)果。

1915年，愛因斯坦發(fā)表了著名的廣義相對論，成功地解釋了這個問題。根據(jù)廣義相對論，行星公轉(zhuǎn)1圈后近日點進(jìn)動為：

Δω=24π3a2／c2T2（1-e2）

式中：c為光速，T、a、e分別為軌道周期、半長徑和偏心率。對于水星，此值與牛頓萬有引力定律所得的差值為每世紀(jì)43″.03。這與觀測值十分接近，成為天文學(xué)對廣義相對論的最有力的驗證之一。

但是，這里仍存在兩個問題：①根據(jù)牛頓定律，水星近日點應(yīng)有每世紀(jì)Δω2=5557.62角秒的進(jìn)動，其中的90％是由坐標(biāo)系的歲差引起的，其余的部分是由其他行星，特別是金星、地球和木星的攝動引起的；而實際觀測值Δ∞0=5600.73角秒，二者相減得每世紀(jì)43.11角秒。因此，歲差常數(shù)的任何微小變動，如有萬分之一的變動，都會直接影響到對廣義相對論的驗證，而這種變化是完全可能的。②影響水星近日點進(jìn)動的因素很多，任何一個微小的因素，例如太陽的扁率，對它都有直接影響。因此，這個問題尚需繼續(xù)研究。