最新天体的句子(5篇)

天体的句子篇一

2013年到来,再回顾2012年,天文组的工作又迈上了一个新的台阶。

学期伊始,天文组的新社员招募工作就如火如荼地展开了,经过报名，天文组共录取了10余名新社员。虽然学校的场地设备有限，同时作为一个刚办起来的社团，独立地组织天文活动是比较困难的。因此，在2012年，我们主要以参与效实中学及天协的天文观测活动和各类讲座为主，以此培养社员们对天文的兴趣，增长知识。

2012年五中天文组参与的主要活动如下：

2012年4月，我们天文组刚刚成立，完成了对学生的问卷调查，开办了适合我们学生的天文课程。

5月21日，天文组迎来了第一次天文观测活动，日全食观测活动。我们全组上下从知识储备到观测计划都做了周密的准备可是糟糕的天气让我们的一切工作都显得的徒劳。

2012年6月6日，这是我们期盼已久的金星凌日。虽然天公不太作美，但是由于社员们的不抛弃不放弃的努力下，终于完成了这次观测，并由社员拍下了金星凌日的实况照片

开学后，招收社员，召开社员大会。

10月中旬，招收新社员，老社员学习望远镜的使用

12月，计划观测木星及木卫，m45，m31，m42，由于时间和天气原因只观测了木星及木卫

这一年的每一次活动都无不透露出活动主办学校、单位的用心，讲座、观测、宣传、联谊，各种各样的活动都能在天文组中百花齐放，社员们也在其中学习到了很多在课堂中学不到的知识和技能。特别要感谢天协的各位老师、专家，以及效实中学的夏炳老师、施毅社长、赵豪奇副社长和一些骨干社员，提供给了我们许多参加精彩活动的机会。也感谢其他兄弟学校天文组各位负责老师和社长，让我们有机会共同提高，交流心得。

当然，天文组的进步也离不开每一位社员的努力，在本学期中，很多同学都积极参与到各种活动中来，为天文组增添生机。

在新的一年，我们也将立下更高的目标，并且朝着这一目标不懈奋斗。相信在2013年，天文组会有更好的活动，更大的成功来回报所有支持、关心天文组成长的人。

祝愿天文组的明天如星光般灿烂！

草坪五中天文组

2013年3月

天体的句子篇二

天体中的三体问题

韩博伟谈

三体问题算是经典力学里面的天体力学的老难题了，从牛顿那个时候起就是物理学家和数学家的恶梦。

先说一下什么叫三体。用物理语言来说，在一个惯性参考系中有n个质点，求解这n个质点的运动方程就是n体问题。参考系是惯性参考系，也就是说不受系统外的力的作用，所有的作用力都来自于体系内的这n个质点之间。在天体力学里面，我们通常就只考虑万有引力。

用数学语言来说，经典力学的n体问题模型就是，在三维平直空间里有n个质点，每个质点的质量都已知而且不会变化。在初始时刻，所有质点的位置和速度都已知。每个质点都只受到来自其它质点的万有引力，引力大小由牛顿的同距离平方成反比的公式描述。要求解的就是，任意一个时刻，某个质点的位置。

n=2，就是二体问题。n=3，也就是我们要说的三体问题了。

n=2的情况，早在牛顿时候就已经基本解决了。学过中学物理后，大家都会知道，两个质点在一个平面上绕着共同质心作圆锥曲线运动，轨道可以是圆、椭圆、抛物线或者双曲线。

然而三体运动的情况就糟糕得多。攻克二体问题后，牛顿很自然地开始研究三体问题，结果也是十分自然的——头痛难忍。牛顿自述对付这种头痛的方法是：用布带用力缠紧脑袋，直至发晕为止—虽则这个办法治标不治本而且没多少创意，然而毕竟还是有效果的。

其实，三体运动已经是对物理实际简化得很厉害了。比如说对质点，自转啦、形状啦我们统统不用考虑。但是只要研究实际的地球运动，就已经比质点复杂得多。比如说，地球别说不是点，连球形都不是，粗略看来是个赤道上胖出来一圈的椭球体。于是，在月球引力下，地球的自转轴方向就不固定，北极星也不会永远是那一颗。而考虑潮汐作用时，地球都不能看成是“硬”的了，地球自转也因此越来越慢。

然而即使是极其简化了的三体问题，牛顿、拉格朗日、拉普拉斯、泊松、雅可比、庞加莱等等大师们为这个祭坛献上了无数脑汁也未能将它攻克。

当然，努力不会完全白费的，许多有效的近似方法被鼓捣了出来。对于太阳系，摄动理论就是非常有效的解决问题的近似方法。而对于地月系统，则可以先把地球和月球看作是二体系统，再考虑太阳引力的影响。“月亮绕着地球转，地球绕着太阳转”的理论计算已经作得非常精确，上下几千年的日食月食都能很好地预测。而对一颗受到行星引力干扰的彗星，人们也能算出一段时间内很精确的轨道，比如天文学家可以提前几年就预测出彗星撞木星。而且，太阳系的稳定性也在很大程度上得到了证明，比如说大行星的轨道变化大体上是周期性的，不会始终单向变化下去直到行星系统解体。

为了解三体问题，那就考虑再简化些吧。认为一个质点的质量非常小，从而它对其它两个质点的万有引力可以忽略。这样一来，三体问题就简化成了“限制性三体问题”。实际上，这个简化等于是先解一个二体问题，然后再加入一个质量很小的质点，再解这个质点在二体体系中的运动方程。

然而，即使这样也还是太复杂了。于是，再作简化，就得到了“平面限制性三体问题”，就是要求三个质点都在同一个平面上。然而，即使是对这样极度简化的模型，也还是没有解析通解，也就是得到一个普遍适用的公式是不可能的。

对“平面限制性三体问题”再作简化，认为两个大质点作圆周运动，就是“平面圆型限制性三体问题”。1772年，拉格朗日在这种限制条件下找到了5个特解，也就是著名的拉格朗日点。比如下面这张图上，木星和太阳连线上有l1，l2，l3三个拉格朗日点，而在木星轨道上则有l4，l5这两个点，和太阳以及木星构成等边三角形。l1，l2，l3是不稳定的，如果小质点离开这三个点，就会越跑越远。l4，l5则是稳定的。

本来，拉格朗日点多少显得有点象数学游戏，但是自然界证明，稳定解在太阳系里确实存在实例。对于木星来说，l4和l5上各有一群小行星，就是著名的特洛伊群和希腊群小行星。

从数学方法来说，解2体问题的方法是解微分方程组，通过求积分的方式可以圆满解决，得到解析解。很自然的，物理学家和数学家们也用这种方法去对付三体问题。1772年，拉格朗日就已经把三体问题的18个方程简化成了只有6个。然而，进步到此为止了。19世纪末期的研究更是给了数学家们一连串打击。布伦斯（1887），庞加莱（1889）和潘勒斯（1898）年给出了一个比一个更严格的证明，堵死了求积分的许多途径。1941年西格尔干脆证明了代数积分法的死刑，宣布找到足够的代数积分是不可能的。当然，三体问题的数学研究不是除了失败外就一无所有，它还是带来了许多新发现，比如混沌理论就是从它的废墟中诞生的。

当然，我们还只是谈到了牛顿力学。如果考虑到广义相对论的修正，那就更糟糕了，连二体问题都只有近似解。而且，广义相对论的二体问题也不稳定，由于发射引力波损失能量，两个星体迟早会撞在一起，虽说要等的时间可能比宇宙寿命还长。

在牛顿的经典力学体系里面，对三体问题的简化可以用下面这张图大体表示一下（在这里把月球火箭的轨道计算作为一个三体运动的一个实际应用的例子，实际上比三体运动还要复杂）

二十世纪50年代后，数学家们多了一个新帮手：计算机。于是，两个新办法出来了，一个是用级数表示积分（简单代数积分不指望了），另一个则干脆是使用数值方法求近似解。

级数解在理论上获得了很大成功，比如在限制性圆型三体问题中，已经证明了所需要的积分是存在的（但是另一方面早就证明了用代数公式是不能表达的）。这些积分可以用幂级数表达，而且证明了幂级数是收敛的。但是这些幂级数收敛得太慢了，比如对拉格朗日点，为了达到可以接受的精度，至少要取10^80000项！而整个宇宙中的粒子数也就10^80个的样子。

计算机的加盟使人们对三体问题不是那么无助了。虽然没有代数公式，但用数值算法硬算的结果，精确性也不错。比如，发射飞船去探测其他行星就是典型的三体问题，旅行者2号说去海王星就一定到得了。再比如，太阳系大行星4000万年内的运动也算了出来，至少往后这段时间，太阳系的行星系统还不至于散架。

让我们看看三体问题的大致现状吧：

1．目前的研究主要集中在限制性三体问题，因为比较简化，而且有实用价值。2．对于限制性三体问题，通过级数法证明了解的存在性（这已经是非常大的成果了）。而且，天体力学的定性分析和天文观测（比如地球上繁衍了几十亿年的生命）都证明了限制性三体体系的稳定解的存在性。

3．用解决二体问题的方法，也就是代数积分的方法被确认不可能解决三体问题。

4．用计算机进行较长期的三体问题的数值计算是成功的。

5．三体问题的算法还大有可改进之处。毕竟，10^80000项的计算是太过于可怕了。

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