幾千年來，在整個人類歷史中，行星和衛星是我們擁有的宇宙不斷變化的唯一關鍵。恆星和銀河系，夜以繼夜年復一年，看起來一樣或是變化很小，很少而且非常緩慢，以至於人類未曾注意到。通過細心的觀察會發現這些行星不僅夜以繼夜地“徘徊”，而且以一種可預測的方式移動，正行運動，或是逆行運動。

曾有兩種主要的方法來解釋他們在空中的運動規律

1：行星繞著地球周圍等高線，後視線和行星輪作用下的軌道

2：行星繞著太陽移動，地球是這類行星中的一員

在近兩千年的時間裡，前者一直很流行。但是16世紀的哥白尼，隨後由伽利略，開普勒以及艾薩克·牛頓共同提出的日心說的模型贏了。

（圖片源於：NASA/JPL-Caltech/R.Hurt）

牛頓的理論是迄今為止最大的飛躍，因為他不僅著手描述這些物體的行為——行星以橢圓形（以太陽為橢圓的一個定點）繞著太陽移動，而且因為他為此制定了規律：萬有引力定律。這個定律不僅考慮了地球上的引力，而且考慮了所有天體的引力。它解釋了為什麼衛星圍繞著他們的母星執行；為什麼彗星會復發，並且經常被其他行星干擾；為什麼我們會經歷潮汐；為什麼行星之間相互干擾或者引起頻繁噴發。

它還解釋了一些更微妙的影響，而且引起了好幾代人的注意。

如果宇宙僅有兩個點的品質——太陽和一個行星組成，那麼該行星的軌道將是一個完美的，封閉的橢圓，每次繞太陽執行時，都會回到起始位置。但是在一個由牛頓引力統治的宇宙中，在我們的太陽系有很多大品質的天體，於是橢圓會向前或是稍稍在其軌道旋轉。在19世紀中期，天王星和它預期的運動軌道的偏離導致了海王星的發現，因為最外層的引力影響了它的運動。

但在內部太陽系中，離太陽最近的水星遇到了類似的問題。

通過詳細準確的觀測，追溯到16世紀後期（感謝第谷·布拉赫），我們可以測量水星的近日點（最靠近太陽的點）是如何前進的。我們得出的數字是5600英寸每世紀，這是非常緩慢的：100年裡剛剛超過1.5度！但其中的5025英寸來自一個眾所周知的現象——地球的春分點進動，另外532英寸是由於牛頓重力。

但是5025+532不等於5600，它有一個小但是明顯的缺失，那麼問題來了，為什麼呢？

當然，也曾提出了很多的可能性：

1：有可能資料出錯了；小於1%的誤差很難引人恐慌，而且當時的誤差小於0.2%，這意味著資料是有意義的。

2：也許還有一個內星球，比水星還靠近太陽的星球；這是由預測海王星存在的科學家奧本·勒維耶提出的。然而經過詳盡的搜尋，包括對太陽日冕的修改，並沒有發現任何行星。

3：也許是牛頓力學定律需要稍作調整；它不是微小的平方律，而是微小的額外力：也許不是2的平方，也許是2.000000（某個數）。這是西蒙·紐康和阿薩夫·霍爾的解釋。

但沒有一條解釋行得通，他們都不滿意。此外後一種選擇：儘管可以想象，這個軌道的解釋——沒有給出預測性的“a-ha”，人們可以運用它來尋找其他東西來驗證或是證偽。

但是1905年愛因斯坦提出相對論之後，亨利·龐加萊證明，長度收縮和時間膨脹現象對解決問題的貢獻量為所需量的一小部分（15-25%），具體取決於誤差。那加上明科夫斯基將時間和空間具體化為不是獨立的實體，而是作為一個聯合的單一結構，最終促成了愛因斯坦相對論的發展。

1915年11月25日，他向福斯展示了它的結果——一個壯觀的數字，即空間的額外曲率，預示著每個世紀將增加43英寸的進動。這正是解釋這一觀察結果所需要的正確數字。

這對天文學和物理學無疑是巨大的衝擊。此後不到兩個月，卡爾·施瓦茨席爾德找到了精準的解決方法，並與瘋了黑洞的存在。星光的偏移和引力紅移/藍移是可行的。最後，1919年的日蝕證實了廣義相對論取代牛頓重力理論。

自本世紀以來，它的預測，從引力透鏡到框架拖拽到軌道衰減等等，都得到了驗證，觀察從未與該理論相矛盾。我們慶祝愛因斯坦的最大成就100週年。一個世紀後，對太陽系的改進觀測和了解已經證實的水星近日點進動的精度降到了每世紀百分之一的弧度，不確定性在理論和觀測方面都在繼續下降。

誰能知道未來100年內又會有什麼新發現，或是什麼新奇的可能性呢？

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. forbes- Ethan Siegel Senior Contributor