Приглашаем посетить сайт
ИНВАРИАНТНАЯ ПЛОСКОСТЬ
В солнечной системе имеются две фиксированные плоскости: плоскость солнечного экватора и инвариантная плоскость, открытая Лапласом. Последняя проходит через центр тяжести Солнечной системы и наклонена к эклиптике примерно на 1о35'; она не зависит ни от каких взаимных пертурбаций в движении планет. Наклон орбит Венеры и Меркурия к солнечному экватору меньший, чем у других планет, немного более 3о. Поскольку они, к тому же, ближе всего к Солнцу, плоскость солнечного экватора может считаться их плоскостью отнесения. Наклон земной орбиты по отношению к этой плоскости - немного более 7о - превышается только Плутоном. Эклиптика (плоскость вращения Земли вокруг Солнца), пересекает плоскость солнечного экватора в середине Близнецов и Стрельца; в этих точках гелиографическая широта Земли равна нулю. Однако эти наклоны и долгота планетарных узлов изменяются в связи с тем, что сами орбиты движутся по отношению к основной плоскости отнесения Солнечной системы - инвариантной плоскости, названной так потому, что ее положение не изменяемо никакими силами в самой системе. В этой плоскости общий угловой момент всех планет максимален. Нормальное эллиптическое движение планет по орбитам в пространстве испытывает два типа возмущений: периодические и вековые. Периодические пертурбации - это отклонения, происходящие из-за гравитационного влияния планет друг на друга. Однако после достаточно длительного времени обращения, когда планеты уже находились во всех возможных отношениях друг с другом, периодические пертурбации взаимно погашаются. Известный пример - длительный период неравенства движений Юпитера и Сатурна, сдвигающий их положения в пределах градуса (один вперед, другой назад); период равен примерно 918 годам. Их цикл возвращения на закрепленном Зодиаке - 46 соединений, распределенных приблизительно одинаково по всем 12 знакам такого Зодиака - около 913 с половиной лет; но из-за неравенства он растянулся до 918 лет. Таким образом, периодические пертурбации определяются вторым порядком рекуррентных циклов планет на фиксированном Зодиаке. Однако в конце такого цикла флуктуаций возмущающий эффект полностью погашается, и остатки обнаруживаются в так называемых элементах планетарных орбит. В результате этих остатков линия узлов, где плоскость орбиты каждой планеты пересекает инвариантную плоскость, движется назад в прецессионном движении всей плоскости планетной орбиты. Кроме того, наклон плоскости планетной орбиты к инвариантной плоскости также немного сокращается или возрастает. Третий эффект - сдвиг положения большой оси - наибольшей оси эллипса орбиты. Этот сдвиг может происходить как вперед, так и назад, но для всех планет, кроме Венеры, чаще вперед. Наконец, короткая ось орбитального эллипса - малая ось, которая пересекает большую ось в центре эллипса, увеличивается или сокращается по длине, и тем самым эксцентриситет эллипса становится больше или меньше. Два великих мастера небесной механики, Лагранж и Лаплас, показали, что, хотя длины больших осей претерпевают периодические флуктуации, они не имеют вековых пертурбаций, т. е. колебаний на больших отрезках времени. Поскольку длительность обращения планеты вокруг Солнца зависит только от большой оси, это означает, что за вычетом кратковременных флуктуаций периоды планет постоянны. Они также показали, что наклоны и эксцентриситеты колеблются в узких пределах, которые не превосходятся, сохраняя таким образом стабильность Солнечной системы. Наконец, они показали, что орбиты планет прецессируют назад по инвариантной плоскости, в то время как большие оси по большей части движутся вперед, проводя короткие периоды в действительном ретроградном движении. Только большая ось Венеры больше времени движется назад, чем вперед.