当n=7时，海王星的轨道半径与实际距离相差很大的

作者：天体生物学·黄姤

1（AU）天文单元单子=1天文单元单子=149597900067.95米 （本文来自久久自媒体）

天文单元单子是天文学上钩量天体之间距离的一种单元单子。以A.U.透露。

曾经的德国柏林天文台台长“约翰·波德”，收到一封自称是德国大学传授“提丢斯”的来信，信中写了一个关于行星轨道的经验公式，“约翰·波德”凭据“提丢斯”的经验公式，本身又简化了一下总结出来的公式为：a=0.4+0.3×2n，（n=-∞，0，1，2，3，4......以此类推。

当n=-∞时，a=0.4AU，这就是水星的轨道半径，而真实的水星轨道半径是0.3871AU。

当n=0时，a=0.7AU，这就是金星的轨道半径，真实值是0.7233AU。

当n=1时，a=1AU，这就是地球的轨道半径。

然则持续往后算就会发现问题了，地球外边是火星、木星、土星、这三个行星，它离别对应了n=2，n=4和n=5，并且这个误差都不是很大，唯独n=3，的时候没有行星，这个时候的波德就感觉非常新鲜，于是在1772年波德就将他的公式揭橥了出去。好多人都赞许他的这条公式，并且还有人推想火星和木星中央应该还存在一颗行星，其时就把它称之为“消散的行星”而波德的公式就被称作“波德公式”，也有人称之为“提丢斯-波德公式”。

“提丢斯-波德公式”

恒星天文学之父“威廉·赫歇尔”，他正本是德国人，后来改成了英国国籍，本职是一位音乐家，并且在音乐界也是小有名气的，粗通管风琴、双簧管等等、35岁之前都是在玩音乐的，1773年才对天文学感乐趣，于是就从音乐范畴转行到天文学范畴了，在天文方面也是一位巨匠级的人物，他不光懂音乐并且还会做千里镜，他的平生建造了400多支千里镜，个中口径最大的达到12米，他的设备甚至比其时的格林尼治天文台的还要强。

威廉·赫歇尔（FrederickWilliamHerschel）1738年11月15日-1822年8月25日

自从转到了天文学范畴之后，他天天就在本身家的院子里用千里镜去观测星星，1781年3月13日“威廉·赫歇尔”观测到一颗星星，这颗星星并不是恒星，因为这颗星会移动而且相对位置会显现转变，这颗星不是已知的这几颗行星，“威廉·赫歇尔”认为这是一颗彗星，于是他就测验用抛物线和椭圆轨道去验证，究竟发现其不是彗星，观测究竟表明，这颗星星的轨道很接近正圆。于是他就推想这是一颗行星，经由较量得出这颗星星的距离也许是19个天文单元单子，这可要比土星的轨道半径扩大了快要1倍。

于是他就用“提丢斯-波德公式”n=6时，得出的解是a=19.6AU，与他较量得出的19AU，相差不大，这个发现一会儿惊动了天文界，因为“威廉·赫歇尔”发现的那颗行星就是太阳系内的行星，，第7颗行星--天王星。

天王星

第1个问题：“提丢斯-波德公式”n=3,解出a=2.8AU，可是在距离太阳2.8个天文单元单子四周没有行星。

第2个问题：天王星的运行轨道会显现“摄动现象”。

在天体力学傍边，要确定一颗行星的轨道，必需要有6个参数：轨道倾角、升交点黄经、离心率、近日点辐角、椭圆半长轴、平近点角。这6个参数叫做“轨道参数”或许“轨道根数”，一旦这6个数据确定了，那么行星的轨道也就被确定了。

拉普拉斯在1783年确定了天王星的轨道参数，然则问题在于天王星的轨道参数都已经确定了照样会和实际观测存在差别，其原因是每次观测天王星的位置，和理论展望的有误差，时间越长误差得就越多，天王星是椭圆轨道个会转变，这就是天王星的椭圆轨道，若是说天王星轨道有进动现象，就应该是整个椭圆轨道都在活动，而天王星轨道存在椭圆自己会转变，这就是“提丢斯-波德公式”第2个受到质疑的处所。

下面来剖析下“提丢斯-波德公式”的正确性：

天王星的发现，让其时天文学家加倍确信“提丢斯-波德公式”的正确性了，其时好多天文学家就起头寻找这颗本应该在火星和木星之间的行星。

1801年1月1日，意大利天文学家“皮亚齐”在漫天繁星中发现了一个小光点，并且这个小光点的轨道不是抛物线，也是一个近似正圆的椭圆，经由较量这个小光点的轨道半径是2.77AU，和“提丢斯-波德公式”解2.8AU就已经非常接近了，其时的天文学家就确定了这颗行星，就是火星和木星之间的那颗行星，还给这颗行星起了个名字“谷神星·Ceres”。

唯独一点就是这颗行星的体积有点小，平均半径不到500公里，以至于昔时的天文学家在对谷神星进行跟踪观测时把它跟丢了，后来“奥伯斯”又从新找到了它。

1802年，“奥伯斯”还发现了一颗雷同“谷神星”的行星（智神星）。天文界的另外天文学家离别在1804年、1807年也发现了两颗雷同“谷神星”的行星（婚神星、灶神星），因为这四颗行星的体积都非常小，天文界不把这些天体叫做行星了，统一将它们归类为“小行星”。

“谷神星·Ceres”

总结：“提丢斯-波德公式”是正确的，谷神星的轨道半径与“提丢斯-波德公式”相符。

天王星的轨道会转变，在理论上给出了一个注释，也就是在天王星的四周，存在存在其他的大质量天体，这个大质量天体的万有引力对天王星发生了弗成抗的干扰，所以轨道才会转变。

英国数学家“亚当斯”和法国数学家“勒维耶”这两人经由较量，较量出了影响天王星的轨道参数。

“勒维耶”是一名天文学教师，然则他十分擅长数学，1846年35岁的“勒维耶”写了一篇论文《论天王星的活动失常》，然后寄给了法国科学院，这篇论文法国科学院的人十分正视，被公斥地表了出去，论文傍边“勒维耶”具体预言了，新行星的轨道、周期等信息，包罗新行星地点的位置，可惜的是巴黎天文台没能把握住机会，在不到一个月的时间里德国柏林天文台的天文学家“伽勒”，就凭据“勒维耶”的预言真的发现了一颗新行星，具体位置与“勒维耶”预言的相差不到一度，这颗新行星就是“海王星”。这颗影响天王星轨道的行星也终于被发现了。

左（天王）、右（海王）

英国格林尼治的天文台长“艾里”悔怨至极，因为一年之前（1845年），他就收到了年数仅25岁的“亚当斯”寄给他的论文，论文内容和“勒维耶”的根基沟通，也是经由天体力学对海王星作出了预言，并且预言究竟和“勒维耶”的究竟相当接近，因为“艾里”没把年数仅25岁的“亚当斯”当回事，把他的论文给扔一边去了，要否则海王星生怕要提早一年被发现。

乔治·比德尔·艾里（SirGeorgeBiddellAiry）1801年7月27日-1892年1月2日

总结：海王星的轨道半径是30.11AU，验证一下这个“提丢斯-波德公式”，当n=7时，解出a=38.8，这30AU照样有对照大误差的。

当n=7时，海王星的轨道半径与实际距离相差很大的，所以说“提丢斯-波德公式”只是一个经验公式，并没有什么理论依据，也不克简洁说就是巧合，然则某种水平上也恰是因为这个巧合，才鼓励了人们去索求其他的行星，于是才发现了天王星、小行星还有海王星，它也鞭策了天文学的成长，如今已经没有人使用“提丢斯-波德公式”了。

海王星在数学上的预言疏解了牛顿的万有引力定律以及拉普拉斯等人的天体力学获得了有力的证实，新的一类行星小行星被人们发现了，整个太阳系傍边，并不是只有太阳和星星，还有一些是雷同大石块一般的小天体也在环绕着太阳扭转。

作者：天体生物学·黄姤·95后女·喜欢创作生物、化学、物理、地质和天文科学文章，迎接存眷互相进修。

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