後牛頓天體力學方法

後牛頓天體力學方法是利用廣義相對論研究天體運動規律及其力學原理的科學方法,指包含後牛頓修正項的天體力學方法。在解釋太陽系內天體運動的某些現象(例如水星近日點進動問題)時,建立在牛頓萬有引力定律基礎上的天體力學碰到了困難,愛因斯坦在1915年建立的廣義相對論能較圓滿地克服這些困難。根據廣義相對論的觀點,引力是時空流形的幾何性質,由度規張量決定,而度規張量則由愛因斯坦場方程來確定。

60年代以來,繼廣義相對論又陸續提出了幾十種不同的引力理論,對於某個給定的力學系統(例如由太陽系天體組成的質點組),在低速運動以及弱引力場(無量綱牛頓引力勢Φ/c2為小量)的情況下處理該力學模型時,如準確到v4/c4或Φ2/c4量級的項,就稱為後牛頓近似。在太陽系中,後牛頓近似的精度為10-10量級。引力理論不同時,後牛頓近似也不同。美國物理學家諾特維德和威爾在1968年至1971年發展了一種含參數(共10個)的度規,即參數值不同時,對應的後牛頓近似不同,這就是參數化後的牛頓度規(常稱為PPN度規),它已在太陽系動力學研究中得到了廣泛套用。

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