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1 # 匡夫
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2 # 科學矩陣
天體的執行規律是相對的,運動速度當然也是相對的。
就如月球的執行規律和運動速度,以地球為參考系時顯然不同於以太陽為參考系。
通常情況下,我們所指的天體速度是指它軌道的平均速度,也叫做平均公轉速度。既然是公轉速度,自然是以它所環繞的天體作為參考系——行星以其環繞的恆星作為參考系;衛星以其環繞的行星作為參考系。
基本上不會以恆星作為參考系來表達衛星的執行速度,儘管這完全能精確計算出來,但這種速度實在沒有太大意義。
假如遇到不得不表達的情況,會單獨加以說明:XX衛星以XX速度環繞XX恆星執行。
此外,天體的公轉速度並非勻速,而是變速的。
由於天體公轉的軌道不是正圓,而是橢圓,所以天體在沿軌道執行時,距離其環繞的天體會時近時遠。
而距離較近與距離較遠時引力有所不同,致使它的執行速度也會相應地產生變化,因而我們通常會以平均值來表達天體速度。
例如月球,我們說它的速度是1.023公里/秒,指的便是它環繞地球公轉的平均速度。當然,這一速度是以地球作為參考系的。
精確的公轉速度可以利用萬有引力定律或者廣義相對論計算出來。其中,廣義相對論的計算結果更加精確。
除了平均公轉速度,還有一種比較常見是天體視向速度。“視向速度”顧名思義,就是天體相對於“視線方向”的執行速度。
不過,該“視線方向”不是指某個人的視線,而是假想出來的某個位於日心的觀測者的視線,因此,視向速度的參考系可以理解為日心,也就是太陽的中心。
天體的視向速度分為正值和負值,正值則表示天體在遠離觀測者,負值表示天體在靠近觀測者。
因而,視向速度也就遵循著多普勒效應(紅移效應)——天體所發出的光線,在遠離日心時,波長會逐漸增加(向光譜的紅端移動);在靠近日心時,波長會逐漸縮短(向光譜的藍端移動)。
天體的視向速度也正是透過多普勒效應來進行測量的。
現在,你應該能夠理解天體的執行速度是如何定義的了。
宇宙無限大,原本就無中心——去哪裡能夠找得到?
物質永恆運動——由物質構成的星體當然不例外——也在永恆運動。
物質運動有周期,譬如地球圍繞太陽公轉一圈為年,月球圍繞地球轉一圈為月,地球自轉一圈為日。年月日便是時間——人為定義的。
地球、月球都是星體。
計算地球這一星體運動速度,便是用地球圍繞太陽公轉軌道的長度-距離,除以時間年。
計算月球這一星體運動速度,與計算地球同理。
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