天體力學(力學-一般力學)

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天體力學是天文學中較早形成的一個分支學科,它主要套用力學規律來研究天體的運動和形狀。天體力學以往所涉及的天體主要是太陽系內的天體,五十年代以後也包括人造天體和一些成員不多(幾個到幾百個)的恆星系統。天體的力學運動是指天體質量中心在空間軌道的移動和繞質量中心的轉動(自轉)。對日月和行星則是要確定它們的軌道,編制星曆表,計算質量並根據它們的自轉確定天體的形狀等等。

基本介紹

  • 中文名:天體力學
  • 外文名:celestial mechanics
  • 領域:力學
簡介,研究內容,

簡介

天文學和力學之間的交叉學科,它套用力學規律來研究天體的運動和形狀。天體力學以往所涉及的天體主要是太陽系中的成員,目前已擴展到恆星系。天體力學所研究的運動包括天體質心的軌道運動和繞質心的轉動。對日月和行星則是要確定它們的軌道,編制星曆表,計算質量並根據它們的自轉確定天體的形狀,等等。

研究內容

天體力學以數學為研究手段。它的研究內容包括二體問題三體問題多體問題攝動理論、天體形狀和自轉理論,以及有關天體運動的定性理論和數值方法。天體力學還和天體測量學、星系力學、天體動力演化論、天體物理學等密切相關。
天體力學在I.牛頓發現萬有引力定律(見萬有引力)和運動基本定律(見牛頓運動定律)後才開始形成,此後由於數學的廣泛套用而獲得迅速發展。19世紀初,天體力學的全貌已經確立。到20世紀,計算月球和各大行星運動表的工作已經完成,小行星運動理論也有很大發展。今後的研究主要圍繞下列幾個問題:①特殊攝動理論:它以數值積分為基礎,可計算天體在具體時刻的精確位置,但不能給出軌道的解析式,而且還需改進攝動函式展開式的收斂性。隨著計算機的發展,特殊攝動理論的研究愈來愈受到重視。②普遍攝動理論:它以微分方程定性理論為基礎,以天體演化為對象。用這種理論能算出小行星群的長期近似位置,但精確度有待提高,③周期性軌道理論:建立這種理論,對小行星群運動問題有重要意義。
相對論的出現,給經典天體力學以重要修正。廣義相對論的影響已超出天體力學範圍,而把天體力學和天體物理學結合起來。
進入航天時代以後,天體力學增加了新內容,出現了實驗天體力學和航天動力學,研究人造天體(包括近地衛星、登月飛船和行星探測器)的運動以及太空漫遊等。在某些人造天體運動中還考慮了電磁輻射、光壓、介質阻尼等的影響。

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