《行星距离规律.11.2课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《行星距离规律.11.2课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、太阳系行星、太阳系行星、规则卫规则卫星距离星距离规规律的物理意律的物理意义义李金宝李金宝长安大学资源学院长安大学资源学院2009.11.4 国家天文台国家天文台行星距离规律(.11.2)汇报提纲汇报提纲一、行星胎一、行星胎对对星云星云盘盘中星云最大中星云最大摄动摄动力位力位置的确定置的确定二、确定与行星胎二、确定与行星胎为为2 2倍周期的倍周期的轨轨道道三、影响行星距离三、影响行星距离规规律的律的3 3个物理因数个物理因数四、四、结论结论行星距离规律(.11.2) 1766 1766年德国物理教年德国物理教师师提提丢丢斯（斯（J.D.TitiusJ.D.Titius）研究了行）研究了行星与太阳
2、距离的分布星与太阳距离的分布规规律，他首先提出用下述方法来表示律，他首先提出用下述方法来表示行星和太阳的平均距离：行星和太阳的平均距离：取一个数列取一个数列0 0，3 3，6 6，1212，2424在每个数上加在每个数上加4 4以后再除以以后再除以1010，就得到以天文就得到以天文单单位表示的位表示的各个行星到太阳的平均距离。各个行星到太阳的平均距离。17721772年德国波得年德国波得(J.E.Bode)(J.E.Bode)较详细较详细地研究了地研究了这这个个问题问题，因此，因此，这这一一规规律称律称为为“ “ 提提丢丢斯斯波得定波得定则则”提提丢丢斯斯波得定波得定则则：行星距离规律(.11
3、.2) “ “ 提提丢丢斯斯波得定波得定则则”说说明在太阳系中行星到太阳的距离明在太阳系中行星到太阳的距离有一定的分布有一定的分布规规律，可以律，可以这样这样定定义义：两个相：两个相邻邻的行星，其的行星，其内内侧侧行星到太阳的距离行星到太阳的距离为为R1R1，外外侧侧行星到太阳的距离行星到太阳的距离为为R2R2，那，那么：么：R2 / R1R2 / R1常数常数。 行星、行星、规则卫规则卫星的距离星的距离规规律一直是研究太阳系起源演化律一直是研究太阳系起源演化的的热门话题热门话题，它，它蕴蕴含的物理意含的物理意义义是什么？至今未有公是什么？至今未有公认认的的结结论论。笔者通。笔者通过过研究研究
4、对对其物理意其物理意义义做出如下做出如下讨论讨论：行星距离规律(.11.2)太阳系星云盘示意图太阳系星云盘示意图（侧视图）行星距离规律(.11.2)一、行星胎一、行星胎对对星云星云盘盘中星云中星云最大最大摄动摄动力位置的确定力位置的确定 太阳太阳行星胎行星胎各个星各个星云云质质点点m m1 1、m m2 2mmn n在一条直在一条直线线上上,行星胎行星胎对对各个星云的各个星云的摄动摄动力最大力最大。设设定以定以这这条直条直线线上上为为起始点起始点(如如图图所示所示)，行星胎、各个星云行星胎、各个星云质质点点绕绕太太阳做开普勒运阳做开普勒运动动。显显然行星然行星胎离太阳最近，公胎离太阳最近，公转
5、转角速度角速度最快，随着离太阳半径的增最快，随着离太阳半径的增大星云的公大星云的公转转角速度越来越角速度越来越慢慢,即公即公转转周期越来越周期越来越长长太阳太阳行星胎行星胎星云星云行星距离规律(.11.2) 当行星胎当行星胎绕绕太阳太阳公公转转一周一周时时回到起点位置回到起点位置时时，在，在r1、r2rn上存在一个特殊的位置上存在一个特殊的位置ru在在这这个位置个位置r上上的星云巧好公的星云巧好公转转到与起始点相反的方向，到与起始点相反的方向，与行星胎出与行星胎出现现“上合上合”，即，即星云星云质质点点-太阳太阳-行星胎行星胎3个天体在一个天体在一条直条直线线上，上，摄动摄动力最大力最大；u当
6、行星胎公当行星胎公转转完成完成第第2周周之后，位于之后，位于轨轨道道r上上的星云巧好公的星云巧好公转转到起始点，与行星胎出到起始点，与行星胎出现现第第2次次“冲冲”，因此位于，因此位于轨轨道道r上的上的星云公星云公转转周期是行星胎公周期是行星胎公转转周期的周期的2倍倍 轨轨道大于道大于r的的星云与行星胎星云与行星胎发发生生“冲冲”的的时间时间是从行星胎公是从行星胎公转转的第的第2周开始周开始，到，到第第2周周结结束束，但是，但是位置都位置都发发生了生了变变化化行星距离规律(.11.2)轨轨道小于道小于r的星云的星云与行星胎与行星胎发发生生“冲冲”的的时间时间是从行星胎公是从行星胎公转转的的(第
7、第2周周结结束）束）第第3周周开始，离行星胎的距离越近，出开始，离行星胎的距离越近，出现现“冲冲”的的周期越周期越长长，但是，但是位位置都在置都在发发生生变变化化。 结论结论： 如果星云如果星云盘盘中位于中位于轨轨道道r上的星云公上的星云公转转周期是行星胎公周期是行星胎公转转周周期的期的2倍，倍，则这则这个星云与行星胎出个星云与行星胎出现现“冲冲”、“上合上合”的位置永的位置永远远不不变变，并且在一条直，并且在一条直线线段上，段上，“冲冲”、“上合上合”的的夹夹角始角始终终是是180。在相等的演化。在相等的演化时间时间里，里，轨轨道道r上的星云与行星胎在上的星云与行星胎在同一位置同一位置出出现
8、现“冲冲”、“上合上合”的的次数最多次数最多。其它位置上的星云与行星胎出。其它位置上的星云与行星胎出现现“冲冲”、“上合上合”位置都在位置都在变变化化，在相等的演化，在相等的演化时间时间里，里，星云与星云与行星胎在行星胎在同一位置出同一位置出现现“冲冲”、“上合上合”的次数都少于的次数都少于2 2倍周期倍周期轨轨道道处处的星云。的星云。根据上述根据上述证证明得出的明得出的结论结论可看出行星胎吸引星云最快的区可看出行星胎吸引星云最快的区间间位于它的位于它的2倍周期倍周期轨轨道道处处。行星距离规律行星距离规律(.11.2)(.11.2)二、确定与行星胎二、确定与行星胎为为2 2倍周期的倍周期的轨轨
9、道道r r太阳太阳行星胎行星胎星云星云 设同一时刻有设同一时刻有r1、r2rn不同轨道处的星云不同轨道处的星云m1、m2mn与行星与行星胎胎Mx从起始点均作开普勒运动，下一次各个星云从起始点均作开普勒运动，下一次各个星云质点质点m、Mx、Mt三三点在一直线上时行星胎点在一直线上时行星胎Mx转过的时间转过的时间t可用下式表式：可用下式表式：（距离是（距离是3600 )(4.20)上式中：上式中： 是行星胎是行星胎Mx绕绕太阳公太阳公转转的角速度的角速度 是星云是星云m绕绕太阳公太阳公转转的角速度。的角速度。 设设行星胎的周期行星胎的周期为为TxTx，星云的周期，星云的周期为为TmTm。行星胎的角
10、速度：行星胎的角速度：=3600/Tx （4.21）星云的角速度：星云的角速度： =3600/TmTm （4.22）行星距离规律(.11.2)将将（4.21）、（4.22）式代入（式代入（4.204.20）式：）式：（4.234.23）根据克普勒第三定律：根据克普勒第三定律：（r是星云是星云m到行星胎到行星胎Mx的距离的距离,R是行星胎是行星胎Mx距太阳距太阳Mt的距离）的距离） （4.24） 把（把（4-244-24）式中）式中TmTm代入（代入（4-234-23）式：）式： （4.254.25）行星距离规律(.11.2)设设行星胎行星胎转动转动的角速度的角速度为为周周/年年， 令令1/Tx
11、 =1 代入（代入（4.254.25）式：）式： t 1 时间时间以周期以周期为单为单位（位（4.26） 在（在（4.26）中代入不同）中代入不同r=xR计计算出行星胎与不同算出行星胎与不同r处处星云相星云相邻邻两次两次发发生生“冲冲”所所转过转过的周期（角度）的周期（角度）r=r=xRxR0.3 R0.3 R0.4 R0.4 R 0.5 R0.5 R0.5874 0.5874 R R0.7 R0.7 R 0.8 R0.8 R0.9 R0.9 R( (度度) )1106.51106.5 908.3908.3 790.1790.1720720655.92655.92 614.4614.4 582
12、.36582.363.073.072.252.252.192.192 21.8221.8221.711.711.621.62行星距离规律(.11.2)三、影响行星距离三、影响行星距离规规律的律的3 3个因数个因数牛牛顿顿根据万有引力定律得出克普勒第三定律的准确表达式：根据万有引力定律得出克普勒第三定律的准确表达式：（4.33） 上式中上式中M MT T是太阳的是太阳的质质量，由于太阳系形成演化量，由于太阳系形成演化过过程是一程是一个星云个星云盘盘，所以各个行星，所以各个行星轨轨道内道内侧侧的的质质量量M MT T是一个是一个变变量，离量，离太阳中心越太阳中心越远远，M MT T越大。越大。设设
13、第一个行星水星第一个行星水星轨轨道以内太阳的道以内太阳的质质量加星云量加星云盘盘的的质质量量总总和和M MT1T1，由（，由（4.334.33）式可知下式：）式可知下式：（4.344.34）式中）式中a a1 1是水星是水星轨轨道半道半长长径，径，M Mx1x1是水星胎的是水星胎的质质量，量，M MT1T1是是太阳太阳质质量加水星量加水星轨轨道以内星云道以内星云盘盘的的质质量。量。 （4.344.34）行星距离规律(.11.2)设轨设轨道道a a1 1+r+r处处的星云的星云m m绕绕太阳公太阳公转转的周期的周期为为T T2 2，T T2 2是水星周期是水星周期T T1 1的的2 2倍：倍：T
14、 T2 2=2T=2T1 1T22=4T12 （4.354.35） 将（将（4.344.34）式）式T T1 12 2代代入（入（4.354.35）式：）式：T22= （4.364.36）设设a a1 1+r=a+r=a2 2, ,由克普勒第三定律的准确表达式（由克普勒第三定律的准确表达式（4.334.33）式可知：）式可知： （4.374.37）上上式中式中m m表示星云表示星云质质点，点，M MT2T2是星云是星云m m轨轨道以内道以内星云星云盘质盘质量加太阳量加太阳质质量量。将（。将（4.364.36）式）式T T2 22 2代入（代入（4.374.37）式：）式：（4.34）（4.33
15、4.33）行星距离规律(.11.2)a a1 1是水星是水星轨轨道半道半长轴长轴，设设q q为为行星的近日距，行星的近日距，e e为轨为轨道偏心率，道偏心率，则则有：有：（4.39） 将（将（4.394.39）式代入（）式代入（4.384.38）式）式 （4.38） （4.404.40）行星距离规律(.11.2)（4.404.40）式中）式中m m更更换为换为行星的行星的质质量量M Mx x，现现在行星距离在行星距离规规律的准确律的准确表达式如下：表达式如下：上式中：上式中：1.5874：是一个常数：是一个常数an：第第n个个行星或行星或规则卫规则卫星星椭圆轨椭圆轨道道长长半半轴轴qn： 第第
16、n个行星的个行星的近日距近日距、或者是、或者是规则卫规则卫星在星在轨轨道上离中心天体道上离中心天体 最近的距离最近的距离en： 第第n个个行星或行星或规则卫规则卫星星椭圆轨椭圆轨道的道的偏心率偏心率MTn： 是第是第n n个行星个行星或者或者卫卫星星轨轨道道以内星云以内星云盘盘的的质质量加量加中心天体中心天体的的质质量量MTn+1：是与是与n n相相邻邻外外侧侧的行星的行星或者或者卫卫星星轨轨道以内星云道以内星云盘质盘质量加量加中心天体中心天体的的质质量量MXn： 是是第第n n个个行星行星或者或者卫卫星的星的质质量量MXn+1：是是与与n相相邻邻的外的外侧侧行星或者行星或者卫卫星的星的质质量
17、量行星距离规律(.11.2)1、行星系、行星系统统距离距离规规律与律与1.5874的相关性的相关性如果距离如果距离规规律用天文律用天文单单位来表示，第一个位来表示，第一个绕转绕转体水体水星离太阳的距离是星离太阳的距离是0.40.4天文天文单单位，行星距离位，行星距离规规律表达律表达式如下：式如下：an=0.41.5874an=0.41.5874n n （天文（天文单单位）位） （3 3）（3 3）式中）式中n=0n=0时时，a a0 0= =0.40.4，是水星到太阳的距离。，是水星到太阳的距离。在（在（3 3）式中代入数据与提）式中代入数据与提丢丢斯斯波德定波德定则经验则经验公公式式进进行比
18、行比较较：行星距离规律(.11.2)0.4+0.320 =0.7 0.4 0.635 (金星到太阳的距离金星到太阳的距离)0.4+0.321 =1 0.4 1.008 1.008 ( (地球到太阳的距离地球到太阳的距离) )0.4+0.3221.6 0.4 1.6 1.6 ( (火星到太阳的距离火星到太阳的距离) )0.4+0.3232.8 0.4 2.532.53( (小行星小行星带带到太阳的距离到太阳的距离) )到木星以外的行星就到木星以外的行星就误误差比差比较较大了，参大了，参阅阅后文用第三个因数来后文用第三个因数来说说明。明。金星到太阳的距离：金星到太阳的距离：0.4+0.320 =0
19、.7 0.4 1.58740.6350.635参阅后文第参阅后文第2个因数来说明。个因数来说明。土星由于土星由于轨轨道偏心率大，因此天王星道偏心率大，因此天王星轨轨道道远远大于土星大于土星轨轨道的道的1.58741.5874倍，倍，请请参参阅阅后文后文讨论讨论的第二个因数。的第二个因数。天王星与海王星之天王星与海王星之间间完全符合完全符合1.58741.5874常数关系。常数关系。天王星到太阳的距离天王星到太阳的距离19.219.2（天文（天文单单位）位）1.5874=30.481.5874=30.48天文天文单单位，恰好与海王星到太阳中心的距离位，恰好与海王星到太阳中心的距离30.230.2
20、天文天文单单位位接近。接近。提丢斯提丢斯波得定则波得定则1.587常数常数n次方次方行星距离规律(.11.2)在上述表达式中，火星到太阳的距离是在上述表达式中，火星到太阳的距离是0.4乘以乘以 0.44=1.64=1.6天文天文单单位，与提位，与提丢丢斯斯- -波得定波得定则则完全相等完全相等次方，即为次方，即为笔者发现如果以太阳半径为初始值，行星距离规律与常数笔者发现如果以太阳半径为初始值，行星距离规律与常数1.58742的关系如下：的关系如下：已知太阳的半径已知太阳的半径R =6.959910101010cmcm，行星到太阳的平均距离可行星到太阳的平均距离可用如下公式表示用如下公式表示ax
21、=1.5874的的n次方次方太阳半径（太阳半径（n为正整数），为正整数），水星到太阳的距离是太阳半径的水星到太阳的距离是太阳半径的64倍。倍。行星距离规律(.11.2)行行 星星a ax x=1.5874=1.5874n nRR计计算算结结果果S S1 1实际实际距离距离S S2 2偏差率偏差率水水 星星1.58741.58749 9RR4.454104.454101212cmcm4.59104.59101212cmcm0.030.03金金 星星1.58741.58741111RR1.122101.122101313cmcm1.09101.09101313cmcm-0.029-0.029地地
22、球球1.58741.58741212RR1.78101.78101313cmcm1.52101.52101313cmcm-0.17-0.17火火 星星1.58741.58741313RR2.828102.828101313cmcm2.49102.49101313cmcm-0.135-0.135行星距离规律计算结果行星距离规律计算结果行星距离规律(.11.2)0.0040.0044.53104.53101414cmcm4.52104.52101414cmcm1.58741.58741818RR海王星海王星0.0060.0066 62.87102.87101414cmcm2.85102.85101
23、414cmcm1.58741.58741717RR天王星天王星0.160.161.34101.34101414cmcm1.13101.13101414cmcm1.58741.58741616RR土土 星星0.0070.0077.4107.4101313cmcm7.126107.126101313cmcm1.58741.58741515RR木木 星星-0.056-0.0564.25104.25101313cmcm4.489104.489101313cmcm1.58741.58741414RR小行星小行星带带实际实际距离距离S S2 2计计算算结结果果S S1 1a ax x=1.5874=1.5
24、874n nRR行行 星星偏差率偏差率行星距离规律(.11.2)2、木卫系统距离规律与、木卫系统距离规律与1.5874常数的相关性常数的相关性初始初始值值a an n=1.5874=1.5874n nRmRm计计算算结结果果（10104 4kmkm）实际实际距离距离（10104 4kmkm）存在天体存在天体木星半径：木星半径：Rm=7.141Rm=7.1410 04 4kmkm1.5874R1.5874Rm m11.3311.3312.6412.64木木卫卫十四十四木木卫卫十六十六1.58741.58742 2RmRm17.9917.9918.1318.13木木卫卫五五1.58741.5874
25、3 3RmRm28.5628.5622.2422.24木木卫卫十五十五1.58741.58744 4RmRm45.3445.3442.1642.16木木卫卫一一1.58741.58745 5RmRm71.9671.9667.0967.09木木卫卫二二1.58741.58746 6RmRm114.24114.24107107木木卫卫三三1.58741.58747 7RmRm181.34181.34188188木木卫卫四四1.58741.58741111RmRm1151.451151.4511111111木木卫卫十三十三行星距离规律(.11.2)3、土卫系统距离规律与、土卫系统距离规律与1.587
26、4常数的相关性常数的相关性初始初始值值R RAn=1.5874An=1.5874n n.R.R计计算距离算距离(10(104 4km)km)实际实际距离距离10104 4kmkm存在天体及光存在天体及光环缝环缝 土星半径土星半径Rt=610Rt=6104 4kmkmRt 1.5874Rt 1.58749.529.529.59.5光光环缝环缝Rt1.5874Rt1.58742 215.1215.1215.1415.14土土卫卫1111、1010Rt1.5874Rt1.58743 323.99923.99923.823.8土土卫卫2 2Rt1.5874Rt1.58744 438.0938.0937
27、.7437.74土土卫卫4 4、1212Rt1.5874Rt1.58745 560.4760.476060G G环环光光环环内内缘缘Rg=7.3Rg=7.310104 4kmkmRg 1.5874Rg 1.587411.5911.591212土土卫卫18,18,卡西尼卡西尼环缝环缝Rg1.5874Rg1.58742 218.3918.3918.5518.55土土卫卫1 1、Rg1.5874Rg1.58743 329.2029.2029.4729.47土土卫卫3 3、1313、1414法法兰兰西西环环缝缝Rh1.5874Rh1.5874Rh=910Rh=9104 4kmkm14.2814.281
28、4.1714.17土土卫卫1717行星距离规律(.11.2)4、天卫系统距离规律与、天卫系统距离规律与1.5874常数的相关性常数的相关性初始初始值值R RAn=1.5874An=1.5874n n.R.R计计算距离算距离（10104 4kmkm）实际实际距离距离（10104 4kmkm）存在天体及存在天体及光光环缝环缝天王星半径天王星半径R RT T=2.59x10=2.59x104 4kmkm1.5874R1.5874RT T4.114.114.224.22天王星光天王星光环环内内侧侧1.58741.58742 2RRT T6.536.535.15.1天王星光天王星光环环外外侧侧1.587
29、41.58743 3RRT T10.3610.3612.9412.94天天卫卫五五1.58741.58744 4RRT T16.4516.4519.119.1天天卫卫一一1.58741.58745 5RRT T26.1126.1126.6326.63天天卫卫二二1.58741.58746 6RRT T41.4441.4443.5943.59天天卫卫三三1.58741.58747 7RRT T65.7865.7858.3958.39天天卫卫四四行星距离规律(.11.2)5、海卫系统距离规律与、海卫系统距离规律与1.5874常数的相关性常数的相关性初始初始值值R R（10104 4kmkm）An=
30、1.5874An=1.5874n n.R.R计计算距离算距离（10104 4kmkm实际实际距离距离（10104 4kmkm存在天体及存在天体及光光环缝环缝海王星半径海王星半径2.52.52.51.58742.51.58743.963.964.184.18光光环环内内缘缘海海卫卫三三轨轨道：道： 4.8 4.84.84.8海海卫卫三三4.84.81.58741.58747.627.627.47.4海海卫卫七七7.47.41.58741.587411.7511.7511.811.8海海卫卫八八光光环环内内缘缘与海王星半径与海王星半径之之间间：3.343.343.33.31.58741.58745
31、.3015.3015.35.3海海卫卫五五光光环环外外缘缘：4.194.194.19*1.58744.19*1.58746.656.656.26.2海海卫卫六六两光两光环环中中间间距海王星距距海王星距离（离（5.32-5.32-4.19/2+4.19=4.7554.19/2+4.19=4.7554.74.71.58741.58747.557.557.47.4海海卫卫七七环缝环缝Rh=9Rh=99 91.58741.587414.2914.29未知的天体未知的天体行星距离规律(.11.2)6、行星光环缝与卫星的对应关系、行星光环缝与卫星的对应关系同样可以证明，如果在距离行星中心同样可以证明，如果
32、在距离行星中心1.5874R轨道轨道处有个卫星在处有个卫星在绕中心天体公转，它与轨道为绕中心天体公转，它与轨道为R处星云处星云的的“下合下合”、“上合上合”总总是在同一位置发生，对是在同一位置发生，对1.5874R轨道处轨道处的卫星来说的卫星来说“下合下合”与与“上合上合”之间的夹角为之间的夹角为180度。度。因此因此轨轨道道为为1.5874R处处的的卫卫星星对轨对轨道道为为R处处的星云最大的星云最大摄动摄动力力总总是在同一向径出是在同一向径出现现根据数学可以根据数学可以证证明出：在相等的演化明出：在相等的演化时间时间里，里，1.5874R处处的的卫卫星星与与R处处的星云在同一位置的星云在同一
33、位置发发生生“下合下合”、“上合上合” 次数是最多，次数是最多，这这几种因素的几种因素的综综合累合累积积效效应应，使，使R处处的光的光环环出出现缝现缝隙。隙。这样这样可以得可以得出出结论结论：如果距中心天体如果距中心天体R处处存在光存在光环缝环缝，那么在，那么在1.5874R处处必必定存在一定存在一颗对应颗对应的的卫卫星，星，例如卡西尼例如卡西尼环缝环缝距土星中心距土星中心12万公里万公里1.5874=19.0519.05万公里万公里，在，在18.55万公里处是土卫一万公里处是土卫一、19.31万公里万公里处是处是“土卫土卫S/2004S1”。行星距离规律(.11.2)根据上述光环与卫星的对应
34、关系，根据上述光环与卫星的对应关系，1997年笔者发表文章年笔者发表文章预言预言“恩克环缝距土星中心恩克环缝距土星中心13.53万公里，这个环缝所在万公里，这个环缝所在周期的周期的2倍周期轨道是倍周期轨道是13.581.5874=21.48万公里，在距万公里，在距土星中心土星中心21.48万公里的轨道上应有一个卫星万公里的轨道上应有一个卫星”。2004年美国的年美国的“卡西尼号卡西尼号”土星探测器在距离土星约土星探测器在距离土星约1600万公里处万公里处飞过时，拍下了直径只有飞过时，拍下了直径只有4公里的暗淡的小卫星公里的暗淡的小卫星土卫三十三土卫三十三（Pallene）当时命名为）当时命名为
35、 “S/2004 S2”，轨道半径为，轨道半径为21.1万公里。万公里。7年后行星距离规律(.11.2)光光环环物物质质受受卫卫星吸引形成光星吸引形成光环缝环缝的机理：的机理： 如果在以如果在以R为半径的圆周上，为半径的圆周上，北侧（上）是红点北侧（上）是红点；东侧（右）；东侧（右）是是绿点绿点；南侧（下）是；南侧（下）是蓝点蓝点；西侧（左）是；西侧（左）是黄点黄点，这四个方位，这四个方位不同颜色的质点都在环绕中心逆时针做开普勒运动。要是有一不同颜色的质点都在环绕中心逆时针做开普勒运动。要是有一个人在半径为个人在半径为1.5874R处处的的轨轨道上，从北道上，从北侧侧看到看到红红点的位置点的位
36、置为为起起始点，也逆始点，也逆时针时针做开普勒运做开普勒运动动，那么，那么这这个人个人观观察到察到这这四个不同四个不同颜颜色色质质点是点是“静止不静止不动动”的的； 因因为为他在他在西西侧侧永永远远看到的是看到的是绿绿色色点；点；南南侧侧永永远远看到的是看到的是蓝蓝色色点；点；东侧东侧永永远远看到的是看到的是黄色黄色点；点；北北侧侧永永远远看到的是看到的是红红色色点。点。这这种关系可以种关系可以说说明明卫卫星星对对红红色色质质点的最大点的最大摄动摄动永永远远朝北朝北、对对绿绿色色质质点的最大点的最大摄动摄动永永远远朝西朝西、对对蓝蓝色色质质点的最大点的最大摄动摄动永永远远朝南朝南、对对黄色黄色
37、质质点的最大点的最大摄动摄动永永远远朝朝东东。这样这样在在同一向径同一向径的反复吸引，的反复吸引，使使R处处的光的光环环物物质质离开原来的离开原来的轨轨道形成光道形成光环缝环缝，并且在，并且在轨轨道道R附附近凝聚成近凝聚成规则卫规则卫星。星。行星光环缝与卫星的对应关系实际资料如行星光环缝与卫星的对应关系实际资料如下：下：行星距离规律(.11.2)NSEWR1.5874RNSEWR1.5874RNSEWR1.5874RNSEWR1.5874R1234NSEWR1.5874R行星距离规律(.11.2)光光环缝环缝名称及半径名称及半径R R环缝环缝半径半径R1.5874R1.5874（10104 4
38、kmkm）2 2倍周期倍周期1.5874R1.5874R处处的的卫卫星星计计算距离算距离（10104 4kmkm）实际实际距离距离（10104 4kmkm对应卫对应卫星星光光环环内内侧侧R=7.310R=7.3104 4kmkm7.31.58747.31.587411.5911.591212卡西尼卡西尼环缝环缝R=910R=9104 4kmkm处处法法兰兰西西环环缝缝91.587491.587414.2814.2814.1714.17土土卫卫1717、1515、1616R=9.510R=9.5104 4kmkm处环缝处环缝9.51.58749.51.587415.0815.0815.1415.
39、14土土卫卫1111、1010卡西尼卡西尼环缝环缝R=1210R=12104 4kmkm121.5874121.587419.0519.0519.3119.3118.5518.55土土卫卫S/2004 S1，土，土卫1（半径（半径390恩克恩克环缝环缝（土卫土卫18）R=13.5310R=13.53104 4kmkm，13.531.587413.531.587421.4821.4821.0821.08土土卫卫三十三三十三先先驱驱者者环缝环缝13.631013.63104 4kmkm13.631.587413.631.587421.6221.62？未知未知卫卫星星F F环环的外的外缘缘R=14.
40、0610R=14.06104 4kmkm14.061.587414.061.587422.3222.3223.823.8土土卫卫2 2（半径（半径500km500km）（1）土星光环缝与）土星光环缝与1.5874常数的相关性常数的相关性行星距离规律(.11.2)（2）天王星光环缝与）天王星光环缝与1.5874常数的相关性常数的相关性光光环缝环缝距距离离R R10104 4kmkmAn=1.5874An=1.5874n n.R.R2 2倍周期倍周期1.5874R1.5874R处处的的卫卫星星计计算距离算距离（10104 4kmkm）实际实际距离距离10104 4kmkm对应卫对应卫星星 3838
41、1 1。587458746 603036 62 2天天卫卫九九3 39929923 39929921 1。587458746 634346 63 3天天卫卫十十4 42622624 42622621 1。587458746 67657656 66 6天天卫卫十二十二4 436364 436361 1。587458746 69299297 70 0天天卫卫十三十三4 452524 452521 1。587458747 71717未知未知卫卫星星4 46436434 46436431 1。587458747 73737未知未知卫卫星星4 47967964 47967961 1。587458747
42、761617 75 5天天卫卫十四十四4 491914 491911 1。587458747 7，8 8未知未知卫卫星星5 5058*1058*1。587458748 802028 86 6天天卫卫星十五星十五行星距离规律(.11.2)（3）海王星光环缝与）海王星光环缝与1.5874常数的相关性常数的相关性初始初始值值R R（10104 4kmkm）An=1.5874An=1.5874n n.R.R2 2倍周期倍周期1.5874R1.5874R处处的的卫卫星星计计算距离算距离（10104 4kmkm实际实际距离距离（10104 4kmkm对应卫对应卫星星光光环环内内缘缘与海王与海王星半径之星半
43、径之间间3.343.343.341.58743.341.58745.3015.3015.35.3海海卫卫五五光光环环外外缘缘4.194.194.191.58744.191.58746.656.656.26.2海海卫卫六六两光两光环环中中间间距海距海王星离距（王星离距（5.32-5.32-4.194.19）/2+4.19=4.7/2+4.19=4.755554.751.58744.751.58747.557.557.47.4海海卫卫七七环缝环缝Rh=9Rh=991.587491.587414.2914.29？未知未知卫卫星星行星距离规律(.11.2)2 2、第二个因数、第二个因数qn/ (1en
44、)的物理意的物理意义义 这个因数是行星、卫星椭圆轨道的长半轴这个因数是行星、卫星椭圆轨道的长半轴a= qn/ (1en)，其物理内涵是其物理内涵是轨轨道偏心率道偏心率e值值增大，增大，椭圆轨椭圆轨道的道的长长半半轴轴a值值相相应应增大，公增大，公转转一周的一周的时间时间T值值增大，在星云增大，在星云盘盘中，与行星胎中，与行星胎为为2T关系的星云周期也增加、关系的星云周期也增加、轨轨道半径相道半径相应应的增大，即与行星胎出的增大，即与行星胎出现现“冲冲”、“上合上合”位置不位置不变变,并且在一条直并且在一条直线线上的星上的星云云轨轨道距离增加，道距离增加， 其其实质实质是行星胎吸引星云的范是行星
45、胎吸引星云的范围围向外延伸。向外延伸。 因此凡是偏心率大的行星、因此凡是偏心率大的行星、卫卫星星其相其相邻邻外外侧侧行星行星距离距离比值大。如两个比值大。如两个相邻的行星，其内侧行星到太阳的距离为相邻的行星，其内侧行星到太阳的距离为R1，外侧行星到太阳的距离为，外侧行星到太阳的距离为R2，那么：，那么：R2 / R1一常数。，这个常数的大小与相邻内侧行星的偏心率一常数。，这个常数的大小与相邻内侧行星的偏心率e值具有正相关趋势值具有正相关趋势:可以看出凡是偏心率可以看出凡是偏心率e值大者值大者,相应的相应的R2 / R1比值大比值大行星距离规律(.11.2)水星水星的偏心率的偏心率e = 0.2
46、0563最大最大； 距离比值：金星是距离比值：金星是R2/ 水星是水星是R1=1.87 最大。最大。火星火星的偏心率的偏心率e = 0.09338居第居第2位位；距离比值：小行；距离比值：小行星带平均距离是星带平均距离是R2/火星是火星是R1=1.77 居第居第2位位。地球地球的偏心率的偏心率e = 0.01672居第居第3位位；距离比值：火星；距离比值：火星是是R2/地球是地球是R1=1.52 居居第第3位。位。金星金星的偏心率的偏心率e =0.00679最小最小；距离比值：地球是；距离比值：地球是R2/金星是金星是R1=1.38 最小最小。类地星类地星：行星距离规律(.11.2)土星土星的
47、偏心率的偏心率e = 0.05565最大最大； 距离比值：距离比值： 天王星天王星R2/土星土星R1=2.02 最大最大。(土星由于土星由于轨轨道偏心道偏心率大率大, ,因此天王星因此天王星轨轨道道远远大于土星大于土星轨轨道的道的1.58741.5874倍倍) )木星木星的偏心率的偏心率e =0.04845居居第第2位位； 距离比值：土星是距离比值：土星是R2/木星是木星是R1=1.83 居居第第2位位。天王星天王星的偏心率的偏心率e =0.04724居居第第3位位， 距离比值：海王距离比值：海王星是星是R2/天王星是天王星是R1=1.57 居居第第3位位。海王星的偏心率海王星的偏心率e =0
48、.00585 最小。最小。类木星：类木星：行星距离规律(.11.2)土卫系统中偏心率土卫系统中偏心率e与与R2 / R1比值呈正相关比值呈正相关 土卫十五偏心率土卫十五偏心率e=0.002， R2 / R1=1.0124 土卫十六偏心率土卫十六偏心率e=0.003， R2 / R1=1.0165 土卫十七偏心率土卫十七偏心率e=0.004， R2 / R1=1.0685 土卫十一偏心率土卫十一偏心率e=0.009， R2 / R1=1.2244 土卫十土卫十 偏心率偏心率 e=0.009， R2 / R1=1.2244 土卫一土卫一 偏心率偏心率 e=0.020， R2 / R1=1.2830
49、行星距离规律(.11.2)天卫系统中偏心率天卫系统中偏心率e与与R2 / R1比值呈正相关比值呈正相关 天卫二偏心率天卫二偏心率e=0.0035，R2 / R1=1.6369 天卫一偏心率天卫一偏心率e=0.0028，R2 / R1=1.3942 天卫三偏心率天卫三偏心率e=0.0024，R2 / R1=1.3395 注注:天卫五不符合天卫五不符合, 天卫五天卫五偏心率偏心率e=0.017,R2 / R1=1.4760 从上述列举数据可以看出：凡是轨道偏心率从上述列举数据可以看出：凡是轨道偏心率e值大的行星，值大的行星，其与外侧行星距离比值大。如水星的偏心率大，那么出现金其与外侧行星距离比值大
50、。如水星的偏心率大，那么出现金星到太阳的距离与水星到太阳的距离比值最大；金星的偏心星到太阳的距离与水星到太阳的距离比值最大；金星的偏心率最小，那么出现地球到太阳的距离与金星到太阳的距离比率最小，那么出现地球到太阳的距离与金星到太阳的距离比值最最小。类木星、规则卫星系统也有这种特征。值最最小。类木星、规则卫星系统也有这种特征。行星距离规律(.11.2)第三个因数是：第三个因数是： 这个因数是根据牛顿得出的开普勒第三定律准确表达式证这个因数是根据牛顿得出的开普勒第三定律准确表达式证明出的结果，牛顿得出开普勒第三定律的准确表达式：明出的结果，牛顿得出开普勒第三定律的准确表达式：a：椭圆轨道长半轴；椭
51、圆轨道长半轴；T：是周期；：是周期；MT:是太阳的质量；是太阳的质量；MX:是行是行星的质量；星的质量；G是万有引力常数。是万有引力常数。在上式中方程的右侧是不变常数，方程左侧的分母上在上式中方程的右侧是不变常数，方程左侧的分母上Mx值增大值增大时必然引起分子上椭圆轨道半长轴时必然引起分子上椭圆轨道半长轴a值增大。值增大。行星距离规律(.11.2) 从上式可以看出：第三定律与太阳的质量，行星轨道内侧星云从上式可以看出：第三定律与太阳的质量，行星轨道内侧星云盘的质量，行星的质量都有关，由于太阳系形成演化过程是一个星盘的质量，行星的质量都有关，由于太阳系形成演化过程是一个星云盘，所以各个行星轨道内
52、侧的质量云盘，所以各个行星轨道内侧的质量MT是一个变量，离太阳中心是一个变量，离太阳中心越远，越远，MT越大。越大。这个因数中分子上的质量总是大于分母上的质量，这个因数中分子上的质量总是大于分母上的质量，因此这个因数大于因此这个因数大于1.1 在此以土在此以土卫卫六六为为例来例来讨论讨论上述因数上述因数对对距离距离规规律的影响。土律的影响。土卫卫系系统统中，中，土土卫卫六的六的质质量最大，其量最大，其对对相相邻邻内内侧侧、外、外侧侧距离具明距离具明显显的影响。的影响。行星距离规律(.11.2)令令K= 假假设设条件：条件：MTn+1 MTn=B 则则有：有：由于由于M土土卫卫六六M土土卫卫五五
53、、K K土土卫卫六比六比值值大，因此：大，因此：土卫六的距离是土卫六的距离是R2/土卫五的距离是土卫五的距离是R1=2.3188行星距离规律(.11.2)求求K土卫七土卫七比值：比值： 由于由于M土土卫卫六六M土土卫卫七七，K K土土卫卫七七比比值值小小，因此：土，因此：土卫卫七的距七的距离是离是R2/R2/土土卫卫六的距离是六的距离是R1=1.2119R1=1.2119 以上事以上事实说实说明明土土卫卫六的六的质质量量远远远远大于其相大于其相邻邻的内、外的内、外侧侧天天体体, ,计计算算K K土土卫卫六六值时值时，M M土土卫卫六六放在分子上放在分子上K K值值增大，引起增大，引起K K土土
54、卫卫六六比比值值大大, ,实际实际是土是土卫卫六六远远离内离内侧侧天体土天体土卫卫五五；M M土土卫卫六六放在分母上求放在分母上求K K土土卫卫七七，引起，引起K K土土卫卫七七比比值值小，小，实际实际是靠近外是靠近外侧侧天体土天体土卫卫七；七；行星距离规律(.11.2)在木在木卫卫系系统统中木中木卫卫一的一的质质量量远远远远大于木大于木卫卫十四十四, , 求木求木卫卫一的第一的第三因数三因数K K值为值为：由于由于M木木卫卫一一M木木卫卫十四十四、K木木卫卫一比一比值值大，因此大，因此：木木卫卫一的距离是一的距离是R2/R2/木木卫卫十四的距离是十四的距离是R1=R1=1.899951.89
55、995，比，比值值大。大。说说明木明木卫卫一一远远离内离内侧侧天体木天体木卫卫十四十四行星距离规律(.11.2)由于由于M M木木卫卫一与一与M M木木卫卫二接近同等数量二接近同等数量级级（轨轨道偏心率也相等道偏心率也相等），），代入上式可知代入上式可知K K木木卫卫一一KK木木卫卫二二，所以木，所以木卫卫二与木二与木卫卫一之一之间间接近接近二倍二倍周期周期轨轨道道。如：木如：木卫卫二的距离是二的距离是R2/R2/木木卫卫一的一的距离距离R1=1.59132R1=1.59132。以上事以上事实说实说明木明木卫卫一的一的质质量量远远大于木大于木卫卫十四的十四的质质量，因此距离量，因此距离比比值值
56、大，大，实际实际是木是木卫卫一一远远离内离内侧侧天体天体。前文前文讨论讨论的木星到太阳的距离的木星到太阳的距离为为0.4+0.320.4+0.32的的4 4次方次方= =5.25.2天文天文单单位位0.41.58740.41.5874的的5 5次方次方= =4.034.03天文天文单单位位，就是由于木星的，就是由于木星的质质量大，量大，远远离内离内侧侧天体所引起的。天体所引起的。 求木求木卫卫二的第三个因数二的第三个因数K K值为值为：行星距离规律(.11.2)u太阳系行星，太阳系行星，规则卫规则卫星的距离星的距离规规律由三个因数决定：律由三个因数决定： 1.5874常数；常数；行行星、星、卫
57、卫星星轨轨道的偏心率；行星、道的偏心率；行星、卫卫星星轨轨道的偏心率道的偏心率u第一个因数第一个因数1.5874常数，其本常数，其本质质是互是互为为2倍周期倍周期轨轨道，使行星胎、道，使行星胎、卫卫星星对对星云物星云物质质的的“冲冲”、“上合上合”；“下合下合”、“上合上合”之之间夹间夹角是角是180度，度，并且位置不并且位置不变变，因此最大，因此最大摄动摄动力始力始终终在一个方向吸引在一个方向吸引u第二个因数是行星、第二个因数是行星、卫卫星星轨轨道的偏心率道的偏心率大者周期大者周期长长，那么出，那么出现现2倍倍周周期期轨轨道距离增加，吸引星云的距离向外延伸，因此道距离增加，吸引星云的距离向外
58、延伸，因此轨轨道偏心率大的道偏心率大的行星、行星、卫卫星，其相星，其相邻邻的外的外侧侧行星、行星、卫卫星距离比星距离比值值大；大；u第三个因数是行星、第三个因数是行星、卫卫星的星的质质量大者量大者远远离中心天体，离中心天体， 出出现现距离比距离比值值大大，这这是与牛是与牛顿顿得出的开普勒第三定律准确表达式相关。得出的开普勒第三定律准确表达式相关。四、四、结论结论行星距离规律(.11.2) 太阳系行星、太阳系行星、规则卫规则卫星距离星距离规规律就律就是是这这三种物理因素相互交三种物理因素相互交织织影响，逐影响，逐渐渐演化形成的演化形成的结结果。果。行星距离规律(.11.2)谢谢谢谢各位各位领导专领导专家家请批评指正请批评指正行星距离规律(.11.2)
