天体力学

天体力学是研究外层空间物体运动的天文学分支。 从历史上看，天体力学将物理原理（经典力学）应用于天体，例如恒星和行星，以产生星历数据。

牛顿写道，这个领域应该被称为理性力学。 动力学一词稍晚与戈特弗里德莱布尼茨一起出现，在牛顿之后一个多世纪，皮埃尔西蒙拉普拉斯引入了天体力学一词。 在开普勒之前，使用几何或算术技术对行星位置进行精确、定量的预测与当代对行星运动的物理原因的讨论之间几乎没有联系。

艾萨克·牛顿被认为提出了天上物体的运动，如行星、太阳和月球，以及地面物体的运动，如炮弹和炮弹 落下的苹果，可以用同一套物理定律来描述。 在这个意义上，他统一了天地动力学。 使用牛顿万有引力定律，在圆形轨道的情况下证明开普勒定律很简单。 椭圆轨道涉及更复杂的计算，牛顿将其包含在他的《原理》中。

继牛顿之后，拉格朗日试图解决三体问题，分析行星轨道的稳定性，并发现了拉格朗日点的存在。 拉格朗日还重新表述了经典力学的原理，强调能量而不是力，并开发了一种使用单一极坐标方程来描述任何轨道的方法，即使是抛物线和双曲线轨道。 这对于计算行星和彗星等的行为很有用。 最近，计算航天器轨迹也很有用。

西蒙·纽科姆是加拿大裔美国天文学家，他修改了彼得·安德烈亚斯·汉森的月球位置表。

阿尔伯特·爱因斯坦在他 1916 年发表的论文《广义相对论的基础》中解释了水星近日点的异常进动。 这导致天文学家认识到牛顿力学并没有提供最高的准确性。 双脉冲星已经被观测到，xxx颗是在 1974 年，其轨道不仅需要使用广义相对论来解释，而且其演化证明了引力辐射的存在，这一发现获得了 1993 年的诺贝尔物理学奖。

天体运动在没有阻力或火箭推力等附加力的情况下，受质量之间相互引力加速度的支配。 一个概括是 n 体问题，其中 n 个质量通过引力相互作用。 虽然在一般情况下解析不可积，但积分可以很好地近似数值。

例子：

• 4 体问题：飞往火星的太空飞行（对于部分飞行，一个或两个物体的影响非常小，因此我们有一个 2 体或 3 体问题；另请参见修补的圆锥近似）< /li>
• 三体问题：
  • 准卫星
  • 飞往拉格朗日点并停留

在 n = 2 情况（二体问题）中，配置比 n >; 简单得多。 在这种情况下，系统是完全可积的，并且可以找到精确的解决方案。