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260、水星进动真相辨析
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欧洲核子中心预印本doi :10.5281/zenodo.22771401 或 https://doi.org/10.5281/zenodo.22771401 本人学术身份编号：orcid id: 0009-0005-2185-5790，可自行前往学术官网检索查阅相关研究内容。 读者自行复制该编号去 zenodo 官网搜索（用英文标题或英文关键词搜索）就能查看英文、中文pdf全文。 摘要 水星近日点每世纪 43 角秒的残余进动，长期被视作广义相对论时空弯曲的核心观测证据。通过回溯历代太阳系摄动计算与数值模拟流程可发现，该残余差值并非牛顿力学体系的固有缺陷。勒威耶、纽康解析理论引入轨道周期全域时间平均的数学处理，抹平了行星近距离交会的瞬时强力矩；上世纪八十年代早期 n 体数值模拟采用固定 5 天大步长，对短周期强引力脉冲采样严重不足，产生隐性数值平均效应；现代 de 系列星历底层直接植入后牛顿相对论修正，以观测数据拟合参数，形成循环论证，难以输出纯粹牛顿框架下的真实摄动结果。 从几何物理图像来看，真实的近日点进动等价于椭圆空焦点发生方位旋转，整个椭圆轨道发生整体移位偏转；单纯轨道形变仅改变椭圆扁率，空焦点只发生径向远近变化，不产生方位转向。水星拥有八大行星中最大的轨道偏心率，同时自身质量远小于太阳、金星与地球，轨道极易受到外部引力的扰动，空焦点远离太阳，对侧向力矩格外敏感；进动的实际拉动效应集中发生在百年之内有限次的行星近距离交会的短短数天窗口。周期平均的解析输出是否等价于真实物理演化，不能仅依靠数学推导，真正的物理判据，必须依靠无相对论修正、近距交会时段自适应加密步长的纯牛顿长时 n 体积分，方可判定 43 角秒残差的真实物理来源。 关键词： 水星轨道进动；摄动计算；n 体数值模拟；近距交会脉冲；步长采样缺陷；后牛顿修正；引力力矩；椭圆焦点几何；轨道偏心率；行星质量扰动 引言 水星近日点进动问题是天体物理史上著名的经典议题。观测得到水星每世纪存在约 43 角秒的残余进动，该差值长期被解释为广义相对论时空弯曲带来的效应。该解释建立在一个前提之上：牛顿力学框架下各大行星的引力摄动贡献已经被完全准确算出，得到 532 角秒每世纪的行星摄动进动值。 自勒威耶、纽康的解析摄动理论问世以来，532 角秒这一数值被广泛引用。但解析理论采用轨道周期全域平均的数学处理；而 n body 数值模拟本应直接积分每一时刻瞬时引力，早期模拟却受限于积分步长，存在采样缺陷。二者结果趋同，该现象背后的物理真实性缺少充分的对照数值检验。 本文从轨道几何与引力脉冲作用的物理图像出发，区分轨道单纯形变与真实进动的几何差异，分析采样步长对 n 体计算结果带来的偏差，同时结合水星质量小、轨道偏心率大的轨道特性，指出进动效应来源于有限次行星近距离交会产生的侧向脉冲力矩。本文提出一套可执行的数值验算方案，主张应当采用不带相对论修正、交会区间自适应加密步长的多组对照纯牛顿 n 体模拟，来客观判定牛顿体系下水星真实的行星摄动进动大小。  |
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