天体运行的动力与轨道

zhouyanping1955

哥白尼的日心学，从根本上颠覆了存在一千多年的托勒密地心学，使人们真正认识了太阳系的天体是怎样运动的，并促进了科学与社会的巨大进步。牛顿的引力理论推断了天体运行的动力来源，告诉了人们太阳系的天体为什么会这样运动。虽然这一理论业已存在数百年似乎坚不可摧，但这一理论数百年来也遭质疑不断，因为引力的超距作用的确有些神秘，对天体运动的解释也有些牵强。后期的牛顿是堕落的，他用万能的上帝堵塞了自己前进的道路，也使人们不得不怀疑指导引力理论的思想基础是唯心主义的，用恩斯特 海克尔的话来说：“我猜想，对他那神秘的超距作用的继续思辨更使这位思想敏锐的英国数学家陷入了神秘梦幻和迷信上帝的黑暗迷宫里。      最后他竟至对先知但以理的预言和圣约翰的启示录的荒诞梦呓提出了形而上学的假说”。
    力可以对物体产生作用，可以使物体产生运动，或者说任何物体的运动都是受力作用的结果，这是物理学最基本的教义。物体的运动一般可以分为两种，一种是受规范和约束的固定运动，一种是不受规范和约束的自由运动。轴承中的滚珠、气缸中的活塞      等等都是物体在规范和约束中的固定运动，这些运动都需要一个更大的规范和约束系统来作支撑。任何物体如果没有规范和约束系统的支撑，即使给了它第一次推动的作用力，它也只能作自由的直线运动（物体随机的直线运动是一种自由运动）而不可能是有周期的固定运动。假如物体间的引力有存在的可能，在它们相互吸引并最终结合为一体之前的运动也是相互接近的直线运动，而不是一个物体绕另一个物体的圆周运动。
    宇宙的冷是一个宏观的作用系统，它为太阳系的热提供了规范和约束，太阳系的热也是一个存在于宇宙中热的作用系统，这两个作用系统主宰着整个太阳系内一切天体有规律的固定运动，没有这两个作用系统的规范和约束，我们眼前所发生的天体运动是不可能的。
太阳系的每颗行星都有自己不同于其它行星的质量和物质构成，质量和物质构成的不同，使每颗行星在宇宙冷的向心推斥力和太阳热的离心推斥力之间有各自不同的位置和平衡点。每颗行星只能停留在两个相反的作用系统对它相对平衡的位置上，使它们与太阳之间有各自不同的距离。如果没有第三种力的推动作用，行星仍然不会产生运动，只能停留在距太阳中心一定距离的某个静止位置，它既不会绕太阳公转，也不会产生自转。
太阳是个会旋转的热源体，太阳的旋转是带动太阳系内行星产生绕日运动的原动力，太阳系行星运动的三个共性（轨道共面、轨道近园、公转同向），已经很好地说明了这一点。太阳与行星的共转关系中太阳是处于主动地位的，行星与其它天体只是被动的随转，所谓对行星进行第一次推动的上帝，就是我们每天都能看到的太阳。太阳每时每刻在用它自己的旋转来推动地球围绕它运动，同时推动着太阳系内其它天体和一切物质围绕它运动，没有太阳自转的这种推动，行星和太阳系内一切物体围绕太阳的旋转运动同样是不可能发生的。离太阳越近的行星，它的公转周期越短。离太阳越远的行星，它的公转周期越长。对于同一颗行星来说，它离太阳近的时候运行速度快，离太阳远的时候运行速度慢，这是因为离太阳近的时候行星受到太阳自转的影响大，行星绕太阳随转的运动速度就必然会加快。离太阳远的时候行星受太阳自转的影响就小，行星绕太阳随转的运动速度也就必然减慢。假如行星与太阳的距离缩短为零而成为太阳表面的一点，那么这颗行星的公转周期将会与太阳的自转周期达到一致。离太阳最近的水星的公转周期只有八十八天，而离太阳最远的冥王星的公转周期却长达二百四十七年。
    如果我们的宇宙和太阳系只存在单一的引力体系并只有单一的引力在起作用，那么用这种引力理论来描述太阳系内天体运行的起源和轨道形成，则会变得十分牵强甚至有些荒谬。假如受引力的影响，一个天体在向另一个天体作逐渐接近的直线运动过程中，即使偶尔得到了一个作圆周运动所需的初速度（即第一次推动），那么这种偶尔得到的初速度其大小和方向都必须刚好符合这个天体圆周运动所需的要求。初速度的过大和过小或方向的偏离、都不能使该天体正确进入轨道，当然还需要另一种持续的作用来修正引力对该天体持续的影响，以免两个天体最终结合为一体。在太阳系中，每颗行星都有自已不同的轨道，它们的形成和维持则需要各种不同的初速度与持续的维护力。各种不同的初速度和持续的维护力就象经过计算的那样精确，刚好符合了每颗行星各自围绕太阳圆周运动的需要，而大自然是毫无思维能力的，不可能为每颗行星去计算和选择一种合适的初速度并提供持续的维护，那么剩下的就只能是万能的上帝那双无形的手了。
    行星绕太阳运动的轨道是一种接近于正圆的椭圆形而不是正园，这是太阳系天体运行轨道的共性。使行星偏离正圆轨道运动的原因应该是：行星受太阳自转的影响由静止状态开始绕太阳运动时产生了第四种力——惯性力，惯性力的产生和存在，使行星的运动轨迹出现了一个新的作用变量。椭圆轨道的产生和存在，则是行星在冷与热两个作用系统的规范和约束中、四种相互交融的作用力自然统一的完美结果。当伴随行星运动产生的惯性力逐渐增大时，行星由太阳离心推斥力主导被逐渐推离太阳，行星运行轨道的半径开始逐渐增大。在此过程中，太阳的离心推斥力和自转影响力对行星的作用逐渐变小，而宇宙的向心推斥力对行星的作用则在不断增大。当不断增大的向心推斥力克服了其它三种力对行星运动的影响，行星运动不再继续远离太阳。此时行星处于远日点位置，宇宙对行星的向心推斥力最大，太阳对行星的离心推斥力与自转影响力最小，行星绕太阳公转的运动速度最慢，行星运动的惯性力最小。到达远日点位置的行星在继续运动的过程中，行星由宇宙向心推斥力主导被逐渐推近太阳，使行星运动轨道半径开始逐渐缩小。在此过程中，宇宙向心推斥力对行星的作用逐渐减小，而太阳的离心推斥力和自转影响力对逐渐接近的行星的作用则在不断地增加。当这些不断增加的作用力克服了宇宙向心推斥力对行星的影响时，行星不再继续接近太阳。此时行星处于近日点位置，太阳的作用力最大，行星绕太阳的公转速度最快，行星运动的惯性力也最大，而宇宙的向心推斥力则最小。行星就是这样的，在上述四种作用力的自然平衡过程中形成了自己的运动轨迹，年复一年日复一日地旋转着。
    太阳的离心推斥力和宇宙的向心推斥力，与行星自身的质量和物质构成决定了每一颗行星在太阳系中的位置。
    太阳的离心推斥力和宇宙的向心推斥力与太阳的自转影响力使行星产生了围绕太阳的公转运动。
    太阳的离心推斥力、宇宙的向心推斥力、太阳的自转影响力、行星运动的惯性力的共同作用决定了行星运动的轨道。
    离开了上述四种最基本的作用，任何行星的运动都不可能是周期性的固定运动。这四种最基本的作用在行星运动的过程中互相制约，互相转化，自动平衡，为行星的运动提供了原始的动力和基本的约束。
    小行星和彗星等天体的运行轨道是偏离正圆度比较大的椭圆，与行星轨道相比有较大的差异。可能的原因是：除了它们自身的质量大小与行星有明显的区别以外，还可能与它们自身物质的构成比较单一有关，并使这类天体在运动过程中产生了行星运动时被忽略的第五种作用力。例如著名的天体——哈雷彗星，它内部物质构成就是由比较单一的水等物质组成的。这些物质遇冷和受热后，其物态是很容易在固态—液态—气态三者之间转化的，体积的膨胀和收缩在较小的时间尺度内就会有比较明显的显示。在远日点时彗星体的体积最小，彗星体的物态是接近固态或固液混合态，至少是以固态为主。它在宇宙向心推斥力推动下开始逐渐接近太阳的过程，是一个逐渐受热膨胀的过程。在此过程中，行星运动中被忽略不计的彗星受热后自身产生的离心推斥力、则成为影响轨道形成的第五个重要的作用变量。随着彗星接近太阳过程中受热的不断增加，彗星体膨胀不断加快，彗星体自身的离心推斥力也不断增加。彗星体物态（固态-液态-气态）的转化过程所产生的离心推斥力对彗星起加速作用，运行速度由远日点时的最慢逐渐加速到近日点时的最快，彗星自身的离心推斥力则由远日点时最小发展到近日点时的最大。在近日点时彗星体的体积达到最大，彗星体的物态由原来的固态转化成气态或以气态为主，也使彗星体在轨道上运行时的几何形状在外观上显得比较特殊。在太阳附近时，彗星体受太阳离心推斥力和彗星离心推斥力方向相反的共同作用，面向太阳的彗星体部分，其物质被压缩在一个狭小的空间内形成了所谓的彗头。而背向太阳的彗星体部分，两种作用力方向相同，其物质则被它们共同作用形成的合力，推斥分布在一个狭长的空间，在外观上形成了彗星长长的彗尾，并自始至终与太阳保持着反方向。这就是上述五种作用在太空造就的天文奇观。彗星到达近日点后逐渐远离太阳的过程，是一个逐渐遇冷收缩的过程，也是彗星体物态的（气态-液态-固态）转化过程和彗星运动的减速过程。在两种过程的交替中，彗星在太空留下了自己周而复始的运动轨迹。
    在太空中还有一类天体的运动轨道据说是抛物线或双曲线的，因此它们被人们认为是来自于太阳系以外的过客，或许它们本来就是太阳系的一个宿主，只是更加特殊而已。它们的椭圆轨道极其扁长，在轨道上运行的周期则需要一个很长的时间尺度，不容易被人们远距离观察并与历史可能留存的参照进行对比。
无数天体在太空中留下了自己的运动轨迹，这些轨迹隐含了大自然物质运动的基本原理和规律，留下了大自然无穷的奥秘，给我们以智慧的启迪，也给我们以探索的快乐！

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冷和热有可能是物质运动的原动力
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zhouyanping1955

我的五个帖子已经发完了，它们本来是一篇文章，题目是《冷与热可能是天体和物质运动的原动力》，我把它分拆成五块只是为了讨论的方便，但很容易引起误解。不过这也没什么关系，反正是一种探索，可以各抒己见的。欢迎各位资深元老批评指正！

zhouyanping1955

首先，我想说明的是，我的文章所表达的并不是什么科学发现或发明，充其量不过是一种另类的思想和观点而已，或者是观察思考问题时一种不同的角度。这些思想与观点对于以引力理论为支撑的宇宙观当然具有一定的颠覆性，虽然在描述天体运动时也似乎能自圆其说，但这些思想与观点的正确与否，还得接受科学的批判并看它能否在科学的批判中幸存下来，这是我无法预料和左右的。其次，我非常感谢论坛提供了这样的平台和机会，也给我的自信设定了责任的前提，因为这些思想与观点的最终形成，不单单是在时间上有着三十多年的持之以恒和徘徊，辩证唯物主义的哲学思想和自然科学已确认的事实与数据，也为之提供了相应的支撑和依据。尽管这篇文章与我目前的职业毫无关联，但探索大自然的真理和客观规律是人类的一种本分，也是一种使命的必然。最后，我有一种担忧可能是多余的，这篇文章也许不足以掀起一场轩然大波，并把一个严肃的非官方专业论坛卷入一场批判的漩涡。

r6144

我觉得，如果是作为观察问题的一种不同角度，那么最好能说明你的思路在解释现有主流科学也能解释的自然现象时，为何能获得同样的结果，然后再说明你的方法在哪些情况下比主流科学更准确，或者更容易理解。

说起来，这其实是一个沟通的问题，即怎样让熟悉主流物理学的人们理解你的想法，并找出两者之间的联系与差别，如果有错误自然也可以提出。这个用专业术语和数学推导比较容易进行，但如果不方便的话，大家也可以尽力协助，当然你也要把你的观点尽可能明确地表述出来，太抽象、哲学味道太浓的论述是很难从科学上辨别正误的。

将臣

个人来说，网络文章一般不主张写太长，要点表达清楚即可，这样方便更多人参加讨论和发表各种学术观点，也就能采纳到更多信息。
  
如果希望详细表达的话，建议或许在开始加个摘要，类似论文格式，这样对于业余时间不多的工作者，更容易阅读或引起阅读兴趣。
  
当然，长篇对大部分网民还是有吸引力的。

zhouyanping1955

整篇文章原来就是论文格式，为了贴论坛，只好分拆，已考虑这一因素。希望和五楼建立进一步联系。

zhouyanping1955

为了进一步说明本文，现贴一个示意图：图中S为太阳，E为行星，A、B、C、D分别为行星各不相同的受力点，行星只能沿着两种作用力对它而言相对平衡的区域随太阳（自转）由C点向D点方向运动。

r6144

好的，画图以后清楚了不少。

这个用牛顿力学可以这样解释。假定太阳的质量远大于行星，因此可近似认为太阳静止，行星绕它运动。为方便我们讨论行星离太阳距离的变化，可选用用以太阳为中心的极坐标系作为描述行星位置的参考系，即用行星离太阳的距离r和角度theta来表示行星在某一时刻的位置。根据牛顿力学，行星受两个力作用，一是向心的万有引力，二是离心的惯性力（这是因极坐标系并非惯性系而加上的；匀速圆周运动并不是匀速直线运动，需要有外力提供向心加速度才能维持，也是这个道理）。如果两个力始终保持平衡，则行星维持圆周运动。实际上，万有引力和惯性力都随距离减小而增大，但后者增大得更快（分别正比于1/r^2和1/r^3），所以行星一旦过于接近太阳，则惯性力会变得大于引力，给行星提供离心的加速度，最终使其不再进一步接近太阳。

这样看来，这个问题确实可以看作是向心力与离心力的平衡，但冷热（或者说气压梯度力）和太阳自转的影响非常小，基本上可以忽略。