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autre

J.M.索里奥关于太阳系的工作。

……这项工作由J.M.索里奥于1989年在瑞士日内瓦举行的一次专门讨论引力的科学会议上提出。论文标题为:

太阳系中的共振与非共振现象

……索里奥从分析不同行星的轨道周期入手。地球绕太阳一周为365天。金星年的持续时间为225天。索里奥从这两个数字构建了一个斐波那契数列(其中每一项都是前两项之和)。我们知道相邻两项的比值趋于黄金数。他将这些数值与轨道周期进行比较。

30 太阳(29天)

55 无
85 水星(88天)
140 无
225 金星

365 地球。

590(1年7个月):火星(1年10个月)
955 无
1545(4年3个月):谷神星-智神星(小行星带)
2500 无
4045(11年):木星(11年10个月)
6545 无
10590(29年):土星(29年5个月)
17135 无
27725(76年)天王星(84年)
44860 无
72585(199年)海王星(165年),冥王星(248年)

……然后他研究行星对之间的共振。数学家(刘维尔、胡尔维茨、博雷尔)构建了一种数学检验方法,即“给定数字的无理性程度的度量”,衡量它“远离”有理分数(两个整数之比)的程度。
(a701)

博雷尔引入数字:

q ( x , q) = (分母)2 * I x - q I

q(x) 若取下限,当q取有理值时。

若x接近有理数,q趋于零。我们得到一条曲线,显示给定数字x的无理性度量q(x)。在所有可能值中,有两个数字是最无理性的

  • 黄金数:(a702)

  • 及其平方:w2 = 1 - w = 0,3820...

如下图所示。
(a703)

图1:显示两个特征峰的q (x)图

分别对应黄金数及其平方。

这个函数q(x)与任何观测材料无关,是一个纯数学对象。可见的间隙对应有理分数(q = 0)。

接下来:轨道时间,单位为地球年。

水星:0,2408425

金星:0,6151866

地球:1,0000000

火星:1,8808155

谷神星-智神星:4,604

木星:11,86178

土星:29,45665

天王星:84,0189

海王星:164,765

冥王星:247,68

计算海王星和冥王星轨道周期的比值。
(a704)

……如果计算两个相邻周期的比值,可以看到这些比值介于1/3和2/3之间。五个比值介于0.35和0.40之间。海王星-冥王星对是一个共振对。

索里奥将上述检验应用于行星对。

海王星-冥王星:x = 2/3 x 0,9980 q = 0,01

天王星-海王星:x = 1/2 x 1,0199 q = 0,04

天王星-冥王星:x = 1/3 x 1,0176 q = 0,05

金星-火星:x = 1/3 x 0,9812 q = 0,06

木星-土星:x = 2/5 x 1,0067 q = 0,07

……我们看到两颗遥远的行星,海王星和冥王星,拥有异常强烈的共振。索里奥决定在以下基于周期Pj的傅里叶分析中忽略这对特殊的行星:
(a705)

下图中绘制了IF(a)I4。
(a706)

图2:函数F(a)

……索里奥发现两个显著峰值,分别为0,615和0,380,与图1的q(x)曲线非常吻合。见图3:
(a707)

图3.

……他得出结论,总体而言,太阳系是一个非共振或弱共振系统。他进行逆傅里叶变换(倒数)以构建轨道周期的可能值。逆傅里叶变换
(a708)

可以从选定的谱线ak构建。他选择了两条特殊的谱线:

a1 = w

a2 = w2

然后他得到以下结果。轨道周期的真实值已标出。
(a709)

图4:基于限于两条特殊谱线w和w2的频谱得出的行星可能周期P