Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по форуму  внутри темы
 

Смещение перигелия Меркурия и других планет

Список  /  Дерево
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | След.В конец ]
Форумы >> Астрономия и Интернет
Автор Сообщение
С. Ю. Юдин
Смещение перигелия Меркурия и других планет 18.11.2007 10:08

Я уже пробовал открыть эту тему на этом форуме, но тогда у меня возникли проблемы с кодировкой и текст оказался не читаемым. Сейчас попробую другой вариант кодировки, т.к. исследования не только дали очень интересные результаты, но и поставили передо мною много новых вопросов на которые я сам не могу дать ответ и по этому требуется помощь астрономов.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Наверх
С. Ю. Юдин
Re: Смещение перигелия Меркурия и других планет 18.11.2007 10:13

После того, как Леверье в середине 19 века обработал данные наблюдений за Меркурием у него получилось, что его перигелий как бы поворачивается по ходу движения планеты на 565,1 угловой секунды за 100 лет (за вычетом угла поворота системы отсчета, т.е. прецессии), а по расчетам, т.е. с использованием законов Ньютона, должно было быть 526,83 и получилось, что 38,27 секунды не объясняются теорией Ньютона и, следовательно, являются аномальным остатком, который требует своего объяснения другими теориями или введением новых объектов в состав Солнечной системы. После этого и начался активный поиск планеты Вулкан, расположенной между Солнцем и Меркурием, и изобретение новых теорий тяготения.


В конце 19 века Ньюком тоже занялся этим вопросом и получил в 1882 г. смещение 42,95 секунды. После этого он тоже, как и Леверье, стал создавать так называемые теории движения Меркурия, Венеры, Земли и Марса. И после обработки экспериментальных данных с массами планет, отличными от масс планет использованных Леверье, получил расхождение между наблюдаемыми значениями изменения во времени 4-х параметров (перигелий, угол восхождения, угол наклона и эксцентриситет) и расчетными, т.е. получающимися по теории Ньютона. Его данные по перигелиям планет я привожу ниже, а также даю результаты, которые дают различные теории, отличающиеся от теории Ньютона, по объяснению этого аномального остатка и привожу результаты, полученные по теории Зеелингера, который объяснил аномальное смещение, полученное Ньюкомом полностью в рамках теории Ньютона. Таким образом для этой теории не совсем корректно говорить об остатке как об аномальном, т.е. не описывающимся теорией Ньютона. А конкретно Зеелингер учел в расчетах смещение, которое может быть вызвано космической пылью и мелкими астероидами, которые создают так называемое зодиакальное свечение, которое астрономы наблюдают, но определить параметры этих поясов пыли не могут. По этому Зеелингер просто подобрал параметры двух поясов пыли, чтобы объяснить почти все аномалии Ньюкома (в том числе и смещение узлов Венеры).

Таблица 2-Ньюком. Обработанные экспериментальные данные смещения перигелиев 4-х планет и аномальные остатки этого смещения, полученные Ньюкомом, которые не объясняются теорией Ньютона, но объясняются другими теориями в дополнение к смещению, объясненному теорией Ньютона (в скобках указан источник откуда взяты данные по теориям объясняющим аномальный остаток).

_________________________Меркурий__Венера___Земля___Марс
Чистый поворот перигелия_____575,1____42,5____1162,9__1602,7
Объясняется теорией Ньютона__533,8____49,9____1156,9__1594,7
Остаток для других теорий______41,2____-7,3______6,0_____8,0
Эйнштейн (Субботин)__________43,0_____8,6______3,8_____1,4
Гербер (Хайдаров)_____________43,0_____8,6______3,8_____1,4
Ритц (Роузвер)________________41,0_____8,0______3,4_____----
Мах (Зайцев)_________________43,0_____23,0_____17,0____11,0
Зеелингер (Роузвер)___________41,3______7,3______4,2_____6,3

А год назад к этому процессу подключился и я, но не за тем, чтобы изобретать свою новую теорию, а для того, чтобы на этом классическом примере продемонстрировать возможности математического моделирования систем в решение этого вопроса, т.к. я являюсь специалистом именно по моделированию систем и оптимизации их параметров. Т.к. сама математическая модель (плоская) Солнечной системы у меня уже давно была переделана под Windows (программа Solsys2), то мне предстояло только ее переделать для расчета смещения перигелиев планет, что я и сделал в 3-ей версии программы, которая показала удовлетворительные данные по определению смещения перигелиев планет, но дисперсия полученных данных была очень велика. После этого я в 4-ой версии сосредоточил свое внимание именно на различных методах статистической обработки данных и добился очень хороших результатов. А кроме этого я переделал модель в трехмерную дополнил программу определением расчетных значений смещений других параметров орбит планет и множеством других полезных функций.

Как показали полученные мною на программе Solsys4 результаты по определению вековых смещениев параметров орбит планет Солнечной системы (перигелия, наклона, эксцентриситета и узла восхождения), применяемая сейчас в астрономии методика по определению этих величин нуждается в серьезной корректировке. Хотя сразу хочу предупредить, что полученные мною данные очень сырые и обязательно будут уточняться (но не изменяться кардинально), т.к. я не только постоянно модернизировал по ходу проведения экспериментов методику статистической обработки данных, но и не оптимизировал период одного цикла статистической обработки во время проведения вычислительных экспериментов и вносил мелкие корректировки в код программы, а это все влияет на полученный конечный результат. Посмотрите пожалуйста на скриншот программы Solsys4, при определение вековых смещений для Сатурна

http://ser.t-k.ru/Ris/Saturn.gif

Здесь явно просматривается цикличность изменения смещения перигелия Сатурна при каждом новом обороте (пролете) от некоторого среднего значения (немного дрейфующего в сторону увеличения) под влиянием движения Солнца и Юпитера. На графике это точки рассчитанные как смещение перигелия от начала эксперимента, пересчитанное в смещение за 100 лет. Если мы обработаем по существующей методике данные наблюдений за период времени Т1, то получим значение смещения перигелия Р1, а если обработаем данные наблюдений за период времени Т2, то получим значение смещения перигелия Р2. И только в том случае, если мы обработаем данные за период Т3 (в приведенном примере Т3=1178 лет), то мы получим правильное значение векового смещения перигелия и то только в том случае, если у нас нет дрейфа, т.е. вековое смещение остается примерно одинаковым на протяжение нескольких столетий или тысячелетий в зависимости от продолжительности периода колебаний параметра (для внутренних планет этот период не большой). А, как видно из графика, для Сатурна мы имеем явный дрейф, т.к. со временем смещение растет, и по этому, даже полученное за период Т3, значение векового смещения перигелия справедливо только в этом интервале времени. По этому я в своей программе Solsys4 применил статистическую обработку данных наблюдений по циклам, где количество наблюдений берется равным оборотам планеты за период времени Т3, а не так как это было в программе Solsys3, когда вычислялось среднее значение по всем пролетам от начала эксперимента. Но и здесь все оказалось не так просто.

Даже при циклическом расчете (данные по первой методике серые кружки и черточки и по второй методике белые кружки и черточки) результаты получаются несколько разные, но самое главное это то, что по 2-ой методике получается очень маленькая дисперсия по сравнению с 1-ой методикой. На графике кружки это значения в данном цикле расчета, а черточки это матожидание по всем циклам расчета. В программе Solsys4 я оставил расчет по обеим методикам только по перигелию (для сравнения методик), а по смещению угла наклона орбиты (зеленые кружки и черточки) и угла узла восхождения (красные), а также эксцентриситета орбиты (синие) применяется только 2-я методика. Но при наличие дрейфа, когда смещение монотонно увеличивается (перигелий у Сатурна) или уменьшается (угол наклона орбиты у Сатурна) по линейной или квадратичной зависимости, требуется уже совсем другая методика статистической обработки данных полученных по результатам циклической обработки, т.е. надо применять или линейную или квадратичную аппроксимацию, т.к., полученное при обычной статистической обработке данных (используется сейчас в программе), правильное среднее значение этих величин получается только для конкретного момента времени и то только при линейном дрейфе.

А к чему приводит неправильная методика обработки экспериментальных данных наблюдений мы сейчас рассмотрим на примере Венеры. Смотрите скриншот программы при проведении вычислительного эксперимента с Венерой
http://ser.t-k.ru/Ris/Venera.gif
Здесь явно видно, что изменение эксцентриситета (синие кружки и черточки) и смещение узла восхождения (красные кружки и черточки) за 100 лет практически не изменяется на протяжении всего эксперимента, т.е. 5000 лет, а смещение перигелия и узлов восхождения монотонно изменяется и по этому, определенное по экспериментальным данным за один промежуток времени, оно не будет равно смещению за другой промежуток времени. Например, среднее значение смещения, рассчитанное при обработке экспериментальных данных вычислительного эксперимента с 1700 по 1900 год (примерно равно интервалу, который использовал Ньюком), у нас получится равным 20 секундам в 1800 году. А при обработке данных, например, с 1995 по 2005 год у нас получится равным минус 5 секунд в 2000 году. Я считаю, что не в последнюю очередь именно этим объясняется такое расхождение в экспериментальных данных различных авторов, которое я даю в таблице 4, где я привожу и свои расчетные данные для разных эпох (особенно наглядно видно различие в данных Ньюкома, Данкома и НАСА по Венере).

Таблица 4. Обработанные экспериментальные данные наблюдений по смещению перигелиев 6-и планет разных авторов (без указания эпох) и мои расчетные данные для разных эпох (в скобках указан источник откуда взяты данные).

______________Меркурий__Венера__Земля_Марс__Юпитер_Сатурн
Юдин 1800_________529,2___20,0__1136____1602__738_____2012
Юдин 2000_________529,2___-5,0__1137____1602__748_____2027
Ньюком (Роузвер)___575,1___42,5__1162,9__1602,7____-________-
Данком (Брумберг)__575,2___34,3__1153,8____-_______-________-
НАСА (Хайдаров)__573,57__-108,8_1198,3__1560,8__839,9_-1948,9
Брауэр, Вурком ____589,1_____-_____-_____1800,0__432,0_2757,5
(Субботин)

Таким образом как методику обработки экспериментальных данных, так и методику определения расчетных значений, применяемые сейчас астрономами в предположение, что вековые смещения по углу перигелиев, восходящих узлов и наклонов орбит, а также их эксцентриситетов остаются неизменными, необходимо менять. Тем более, что и сами эксцентриситеты и углы наклона входящие в формулы определения смещениев перигелия и узла восхождения как константы тоже меняются во времени. Таким образом, если обработать первичные данные наблюдений за планетами по моей методике (или хотя бы усовершенствовать стандарную методику обработки данных наблюдений с разбиением данных на циклы), то мы должны получить не какие то константы, а уравнения регрессии для наблюдаемых и теоретических значений аналогичные тем, что получил Ньюком в своей //теории// планет, где он для всех параметров орбит в функции времени получил степенные зависимости (вплоть до 3-ей степени). И только после этого можно будет определить аномальные остатки (опять таки в функции времени) и делать какие то выводы о справедливости той или иной теории объясняющей эти остатки.


С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.


Наверх
С. Ю. Юдин
Re[2]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 18.11.2007 10:16

(продолжение)

А сейчас я дам предварительные данные по проверке одной из гипотез объясняющей эти аномальные отклонения (которые получены пока на основе имеющихся методик обработки данных) во время которой у меня и возник вопрос к астрономам (а может быть и астрофизикам). Конкретно я проверял гипотезу о конечности скорости распространения гравитации, когда сила притяжения от 1-ой планеты действует на 2-ю планету не из той точки, где 1-я планета находится сейчас, а из той точки, где 1-я планета находилась несколько минут назад, необходимых для того, чтобы гравитационное поле преодолело это расстояние между планетами. Только не надо путать эту гипотезу с гипотезой Гербера, который этот эффект не учитывал, а учитывал как бы динамическое давление создаваемое гравитационным полем в дополнение к статическому давлению, рассчитываемому по закону Ньютона, по аналогии с давлением ветра в паруса корабля дующим по ходу движения корабля и против его движения.

Так вот, когда я стал проверять эту гипотезу на своей модели Солнечной системы, то выяснилось, что в покоящейся системе даже скорость гравитации равная 1% от скорости света практически не оказывает никакого влияния на вековые смещения параметров орбит планет (при большей скорости влияние будет еще меньше). Но, когда я задал поступательную скорость всей Солнечной системе 20 км/с и скорость распространения гравитации равную скорости света, то эффект оказался даже больше, чем я мог предположить и смещение перигелия происходит при разных направлениях движения Солнечной системы, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Таким образом, очевидно можно подобрать такую скорость системы при заданной скорости гравитации, когда будет получен нужный результат, но это будет уже гадание на кофейной гуще, т.к. во-первых результат будет зависеть от заданной скорости гравитации (чему она равна никто сейчас не знает), а во-вторых будут заранее отсечены все другие гипотезы, например, с тем же динамическим давлением Гербера и по этому результат то мы получим, но законы Природы не познаем.


В связи с этим я прошу астрономов немного сузить область допустимых решений, т.е. помочь мне хотя бы определить чему равна абсолютная скорость движения Солнечной системы (а может быть относительная, если //эфир//, который нужен для распространения гравитации, движется вместе с нашей галактикой) и куда система движется в эклиптических координатах, а может быть и помочь с определением скорости распространения гравитации. Из литературных источников известно, что скорость Солнечной системы относительно ближайших звезд равна 20 км/с и движется она в направлении апекса - точки на небесной сфере с координатами прямое восхождение 270 град, склонение 30 град, а по отношению к другим, более далеким звездам, Солнце движется немного быстрее и изменяет направление в сторону большего прямого восхождения. Но есть также данные о том, что апекс Солнца расположен с прямым восхождение 258 град и склонением минус 17 град, а скорость равна 22-25 км/с, если определять движение относительно межзвездного газа. Так вот я во-первых не понял как эти координаты (которые, наверное, даны в экваториальной системе координат), перевести в эклиптические, а во-вторых какие из этих данных сейчас считаются более достоверными.

Но и это еще не все. Из других литературных источников я узнаю, что Солнце вращается относительно центра нашей галактики с угловой скоростью 0,0053 сек/год по радиусу 10 кпк, что дает линейную скорость 251 км/с. Хотя есть и другие похожие данные, что Солнце вращается с угловой скоростью 0,006972 сек/год по радиусу 16,5*10^8 а.е., что дает линейную скорость 268 км/с. Вот только я ничего не нашел относительно того, где же он находится этот центр галактики, т.е. направление на него в эклиптической системе координат на сегодняшний день, чтобы определить направление движения Солнца. А кроме того, как я догадываюсь, наверное и сама наша галактика куда-то летит и с какой-то скоростью. Буду очень признателен, если Вы мне поможете разобраться с вопросом - чему же равна абсолютная скорость Солнца (а может быть нужна относительная, т.е. относительно //эфира//, если он движется вместе с галактикой) и куда она в эклиптических координатах в эпоху 1900 направлена. Наверное, я задал слишком сложные вопросы и никто на них однозначно ответить не сможет, но я буду признателен даже за мелкие пояснения.


С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Наверх
В. В. Чазов
Re[3]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 24.11.2007 14:08

Здравствуйте, уважаемый Сергей. Следил за дискуссией на "мембране", потому чуть-чуть в курсе Ваших замечательных исследований.
Ваши вопросы о движении Солнца вполне конкретные, постараюсь найти ответ и напишу его через некоторое время. В этом буду, очевидно, не одинок, на нашем форуме первоклассные специалисты.
О Ваших исследованиях надо размышлять.
Сергей, можете ли Вы согласиться с тем, что астрономы обрабатывают первичные наблюдения совершенно по другой схеме, чем та, которую моделируете Вы?
С поклоном, Вадим.
Наверх
В. В. Чазов
Re[4]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 24.11.2007 18:47

Дорогие друзья, уважаемый Сергей.
Про апекс движения Солнца.
Все числа в Вашей статье правильные: и относительно ближайших звёзд, и относительно межзвёздного газа, и скорость относительно центра Галактики. В эклиптических координатах направление на апекс движения Солнца равно приблизительно 270 градусов эклиптической долготы и +53 градуса 24 минуты эклиптической широты.
Про центр Галактики.
Эклиптические координаты центра Галактики составляют приблизительно 267 градусов эклиптической долготы и минус(-)(5 градусов 32 минуты) эклиптической широты.
Уважаемый Сергей, Вам интересен именно процесс моделирования, это замечательно. Но тогда конкретные числа Вам совсем не нужны. Если кто-либо посоветует Вам сравнить результаты Ваших моделей с действительным положением вещей в Солнечной системе - не слушайте его. Любое сравнение потребует вывода правильных уравнений движения небесных тел, тщательного программирования и нахождения начальных условий для решения задачи Коши методом численного интегрирования. Затратив много усилий, можно в лучшем случае лишь приблизиться к современным научным результатам, то есть моделям движения планет, которые недёжно обеспечивают все космические миссии.
С поклоном, Вадим.
Наверх
С. Ю. Юдин
Re[4]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 25.11.2007 17:45

Здравствуйте Вадим.

Во-первых спасибо за помощь, а во-вторых я постараюсь ответит ь на ваши вопросы и задам новые.

Цит ата:
Сергей, можете ли Вы согласиться с т ем, что астрономы обрабатывают первичные наблюдения совершенно по другой схеме, чем та, которую моделируете Вы?

Я не только со гласен с этим, но и настаиваю на том, чтобы астрономы откорректировали свою методику так, чтобы смещение получалось не интегральным по всем экспериментальным данным за весь период на блюдений, как константа, а в виде фу нкции (кв адратич

Наверх
С. Ю. Юдин
Re[5]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 25.11.2007 17:49

(опять какие то проблемы с сообщениями - повторяю ответ)

Я не только согласен с этим, но и настаиваю на том, чтобы астрономы откорректировали свою методику так, чтобы смещение получалось не интегральным по всем экспериментальным данным за весь период наблюдений, как константа, а в виде функции (квадратичной аппроксимации)

Смещение=k0+k1*T+k2*T^2

Но быстрее всего мне наверное самому придется заняться созданием этой методики, т.к. времени ждать, когда это произойдет, у меня нет.

И маленькое замечание, по поводу Вашей фразы // по другой схеме, чем та, которую моделируете Вы //, которая мне, как специалисту по моделированию режет слух.

Схему, также как и план, методику, алгоритм и т.д. смоделировать нельзя. Ее можно (уже существующую, например, для нахождения корней квадратного уравнения) только перевести с языка математики на машинный язык (не обязательно напрямую, т.к. это очень сложно, а можно сначала на какой нибудь язык программирования, а потом в машинные коды).

А смоделировать можно только какую нибудь систему (механическую, биологическую, социально-экономическую и т.д.), но для того, чтобы это сделать, надо знать хотя бы азы моделирования систем.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Наверх
С. Ю. Юдин
Re[5]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 25.11.2007 17:52

< tbody>
Цитата:

Уважаемый Сергей, Вам интере сен именно процесс моделирования, это з амечательно. Но тогда конкретные числа Вам совсем не нужны. Если кто-либо посоветует В ам сравнить результаты Ваших моделей с действительным положением вещей в Солнечной с истеме - не слушайте его. Любое сравнение потребует вывода правильных уравнений движ ения небесных тел, тщательного программирования и нахож дения начальных условий дл я решения задачи Коши методом численного интегрирования. Затратив много усилий, мож но в лучшем случае лишь приблизиться к современным научным результатам, то есть мо делям движения планет, которые недёжно обеспечивают все космические миссии.

А вот здесь не все так однозначно.
Во-первых мне интерес ен не столько процесс моделирования, сколько результаты, которые созданные мною модели позв оляют получить. Другое дело, что сейчас моделями называют и квазимодели и вообще имитаторы, т.е. симуляторы (симулянты) и по этому я пытаюсь донести до всех важность создания именно мо делей для познания природы и общества. При этом хочу заметить, что создание полноценных моделей (даже не очень сложных систем) стало возможно только с изобретением компьютеров (и не только для численного решения дифференциальных уравнений).

А во-вторы х результ аты выч

Наверх
С. Ю. Юдин
Re[6]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 25.11.2007 17:54

А во-вторых результаты вычислительных экспериментов необходимо сравнивать именно с // действительным положением вещей в Солнечной системе //, т.к. модели это копии именно реальных объектов, а не каких-то других моделей или имитаторов. И потом, я очень сомневаюсь, что все эти модели, которые, как Вы пишите // недёжно обеспечивают все космические миссии // являются именно моделями. Да по поводу надежности космических миссий у меня несколько иная точка зрения, т.к. по моим данным многие космические аппараты улетели не совсем туда, куда они должны были лететь по данным полученным на этих моделях.

А в-третьих я сейчас заканчиваю описание программы Solsys4, чтобы каждый мог сам провести на ней несколько вычислительных экспериментов и убедиться насколько она достоверно описывает объективную реальность. И, чтобы добиться большей адекватности своей модели реальной системе, я продолжаю ее совершенствовать и скоро приступлю к 5-ой версии.

И наконец в-четвертых. Я не понял чему же равно расстояние до центра галактики и чему равна скорость Солнца, т.к. я приводил разные данные (какие из них точнее или это нельзя определить), и потом Вы дали координаты апекса Солнца именно относительно центра галактики ?.
А также, Что Вы думаете о данных полученных COBE и WMAP по исследованию реликтового излучения и как соотносятся эти данные (опять таки в эклитических координатах) с теми, что привели Вы.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Наверх
В. В. Чазов
Re[7]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 25.11.2007 22:23

Здравствуйте, дорогие друзья, здравствуйте, Сергей.
Продолжаю надеяться на помощь специалистов. Локальные и интегральные характеристики важны для сложных моделей: прогноз погоды, выборы конгрессменов, биржа бездельников. Модель движения планет Солнечной системы относительно барицентра совсем проста: шесть дифференциальных уравнений и шесть значений начальных условий для каждой планеты, Солнца и Луны плюс параметры альфа, бета и гамма для оценки эффектов, порождаемых отличием закона тяготения от красивого закона обратной пропорциональности квадратам расстояний.
Оценка расстояния от центра Галактики до Солнечной системы равна 2.7e+18 km.
Эклиптические координаты апекса движения Солнца даны в системе отсчёта с началом в центре Солнца.
Любые оценки являются очень приближёнными. Оценки в системе различных объектов различаются между собой.
О данных COBE и WMAP ничего не знаю.
Сергей, приветствую Ваши фатастические исследования. Мне в этой жизни путешествовать в пространстве-времени Солнечной системы гораздо проще: помогают эфемериды движения планет и Луны.
С поклоном, Вадим.
Наверх
В. В. Чазов
Re[8]: Смещение перигелия Меркурия и других планет 25.11.2007 22:27

Простите великодушно. Оценка расстояния от центра Галактики до Солнечной системы равна 2.7e+17 km. Но что это меняет? Желаю всем немного удачи. Вадим.
Наверх
Форумы >> Астрономия и Интернет
Список  /  Дерево
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | След.В конец ]

Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования