李学生 （lixueshenglxs@21cn.com）　2007.05

六、万有引力与弱相互作用力的关系天文学基础

摘要：文章根据万有引力与弱相互作用是反作用力的观点出发，圆满地解释了引力徉谬、密度徉谬、DI海格立斯双星进动、提丢斯——波得（J.D.Titius - J.E.Bode）法则、太阳角动量逃逸问题等。

关键词：引力徉谬、密度徉谬、DI海格立斯双星进动、提丢斯——波得（J.D.Titius - J.E.Bode）法则、太阳角动量逃逸问题

“我们至今所能达到的最远的距离为1.5亿光年，但在这个距离内我们已经发现天体在分散着，好像是受了一种扩散力似的。我们暂时在这里这样结论，宇宙斥力已获得胜利，而支配着扩散。” ——A·S·爱丁顿^* ，1932年。

北京天文台胡景耀研究员讲：“在数学，天文和物理等学科高度发展的今天，理论界无法解释的天文现象还很多”。（见附录）南京大学曲钦岳院士讲：目前研究主流是采用已知的物理规律去解释新的天文观测现象，很有必要弘扬由已知的天文现象综合新的物理规律的科学方法。对于公转角速度大于或等于其绕转行星自转角速度的卫星或者逆向卫星就不一定成立，如火卫一公转周期，正在每周1毫秒的速度缩短，就无法解释。2003年2月11日，美国太空总署公告当时探测到的宇宙学参数，证明宇宙中确实存在“反引力”，因为观测结果表明许许多多的星系正在“加速远离”，而不是在引力作用下减速。美国著名的《科学》杂志也把“宇宙反重力”的发现列为二十世纪几项重大科学发现之一。

１８９４年，德国的诺曼（Ｃ·G·Neumann，１８３２～１９２５）与西里格（Ｈ·von·Seeliger，１８４９～１９２４）就提出，宇宙中存在无限多颗恒星，每一颗星球都受到四周恒星无限大的引力，当四周的引力作用于某颗星体时，该星体必然被撕得四分五裂。如果“万有引力”定律在宇宙各处都起作用，那么宇宙中不可能存在一颗颗独立的星球，或者说，每一颗恒星都会获得无限大的引力加速度。“引力佯谬”还可引申出“密度佯谬”，即那片密度较小天区的物质会被四周大密度区的天体吸走，而留下一片密度趋于０的“真空”天区。而原先宇宙密度较大的天区会出现一个质量超大的星球，并把周围天区的星球全部吸归己有，成为一个质量与密度无穷大的天体。如果考虑到万有引力与弱相互作用是反作用力，则佯谬便不复存在。

（一）、“DI海格立斯双星进动”问题

Einstein广义相对论的缺陷在于：无法解释“DI海格立斯双星进动”问题。与我们相距2000光年之遥的“DI海格立斯双星进动”问题，近年来一直困扰着天文学界。美国宾西法尼亚州Villanova大学的两位天文学家爱德华·吉南和弗兰克·马洛尼，根据八十四年观测到的3000多个轨道历史数据，分析该双星运行规律，计算出其累积进动值为0.64度。但是，如果按照Einstein广义相对论的理论公式进行计算，得出的理论进动值为2.34度，这与实际观察值相差很大！德国天文学家奥伯斯1826年指出,静止、均匀、无限的宇宙模型会导致一个重大矛盾,即无论从哪一个方向观看天空,视线都会碰到一个星星，因而整个天空就要亮得

象太阳一样,实际上夜空却是黑的，理论和观测之间的这种矛盾就叫做奥伯斯佯缪。即使天体之间有吸光物质,这个矛盾也仍然存在。有些人从天体非均匀分布,天体寿命有限的效应或演化效应来解释;也有人通过假设引力常数随距离的增加而减少到零来解释，笔者认为运用上面的理论很容易说明，现代物理学中所指的引力是引力与弱相互作用的合力。万有引力与弱相互作用是互为反作用力，是对称的绝对性的表现形式，其变化规律不同，是对称的相对性的表现形式，进一步说明了对称的相对性与绝对性原理的正确性。

（二）、“提丢斯——波得（J.D.Titius - J.E.Bode）法则”

1766年，德国的一位中学教师提丢斯（J.D.Titius）发现行星与太阳的平均距离从里向外成倍地增加，符合某个倍增数列的规律，并且空出了一个位置。

水星 金星 地球 火星 ？ 木星 土星

数 列 子 项 0 1 2 4 8 16 32

太阳行星距离 0.387 0.723 1 1.524 ？ 5.203 9.539

法则计算距离 0.4 0.7 1 1.6 2.8 5.2 10

当时的柏林天文台台长波得（J.E.Bode）将其归纳成一个经验公式即“提丢斯——波得（J.D.Titius - J.E.Bode）法则”。即数列的每一项乘以0.3再加上0.4就等于行星到太阳中心的距离（天文单位）。用公式表示为：

L=0.3n+0.4 （1）

L——行星与太阳系中心距离（天文单位），

n——数列项。这一定则，虽然早己为国际天文学界所公认、但至今不明其物理意义。然而，它却符合中国古代的太极、两仪、四象、八卦、64卦的数值序列。因为火星与木星之间出现了一个空缺，他们大胆推测，其间应该存在一个行星。

1800年1月1日，意大利天文学家皮亚齐发现了一颗小行星——谷神星，距离为2.77，与计算距离2.8几乎完全吻合。在此之后，人们又在这个区域发现了数千颗小行星，证明这个预测是正确的。1781年英国伟大的天文学家威廉.赫歇尔发现了天王星，与太阳的距离为19.267，与计算距离19.6相差不大。但是，之后发现的海王星距离为30.1，与计算距离38.8相差较大。

附表：a_m和a_n的理论值与观测值的比较(天文单位)

	水星	金星	地球	火星	谷神星	木星	土星	天王星	海王星	冥王星
观测值	0.387	0.723	1.000	1.52	2.7	5.2	9.5	19.2	30.1	39.4
理论值	0.4	0.7	1.0	1.6	2.8	5.2	10	19.6	38.8	77.2
m	0	1	2	4	8	16	32	64	128	256
n	-∞	2	3	4	5	6	7	8	9	10

20世纪初期赴法勤工俭学的刘子华，通过研究周易，利用八卦推演，得出太阳系存在第十颗行星(“木王星”)。他的博士论文：“八卦宇宙论与现代天文”【2】一书，受到论文审查委员会的高度评价，被认为：“在易经和八卦的各种变化中，隐藏着一种非常发达的非常奥妙的科学”，“计算的大量数据是非常准确的”。当时的法国布尔日天文台台长说：该“博士论文为指出中国古圣先哲的宇宙科学，竟如此与我们在近4个世纪中若干代学者所费极大艰辛而得之甚难的一些结论相吻合”。由此，1940年，刘子华被授与巴黎大学博士学位，3年后又获得法国国家博士学位。有人认为，近年新发现的2003UB313(比冥王星大)有可能是刘子华推测的“木王星”。最近国际天文联合会通过决议将冥王星不再属于太阳系的经典行星，但仍将冥王星、谷神星和2003UB313均归属为矮行星。

（三）、水星进动问题

水星进动是受弱相互作用的结果。在太阳糸内，类地行星绕日运动的轨道半径变化均很小，轨道具有近圆性，加速度变化幅度较小，轨道上引力场场强基本不变化。加之类地行星体积较小，密度较大，所以，多数类地行星受弱相互作用的影响极弱，基本可以忽略不计。事实上，现有的天体力学结论正是在γ_o= 0，K = 1，F = 0的基础上推得的。但是，类地行星中，水星的运动轨道最扁，离心率e最大，距日最近，又处在太阳的稀薄大气层内运动，引力场场强，最容易受到弱相互作用的明显影响，尤其在近日点附近运动时更是如此。由于太阳引力场场强会随太阳活动而变化，所以水星受到的弱相互作用也会随水星运动及太阳活动的变化而变化。这种变化着的、较大的弱相互作用削弱了太阳引力，使得水星公转周期变化，轨道半径伸缩。而轨道半径和绕日周期的变化，就可形成水星的进动。

（四）、太阳角动量的逃逸问题

在对太阳系角动量问题的研究中，人们发现：质量占太阳系质量99.865%的太阳，其角动量只占太阳系总角动量的0.6%以下，而只占太阳系总质量的0.135%的行星、小行星、卫星等，它们的角动量却占了太阳系总角动量的99.4%以上，这称为“太阳系的角动量分布异常”。1755年，德国哲学家康德(ImmanuelKant)首先提出了太阳系起源的星云假说。他认为，太阳系是由原始星云按照万有引力定律演化而成。在这个原始星云中，大小不等的固体微粒在万有引力的作用下相互接近，大微粒吸引小微粒形成较大的团块，团块又陆续把周围的微粒吸引过来，这样，团块越来越大，而“天体在吸引最强的地方开始形成”。引力最强的中心部分吸引的物质最多，先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向其下落时，与其它微粒碰撞而改变方向，变成绕太阳作圆周运动；运动中的微粒又逐渐形成引力中心，最后凝聚成朝同一方向转动的行星。

41年后，法国著名的数学家和天文学家拉普拉斯（PierreSimonLaplace）也独立提出了关于太阳系起源的星云假说。与康德的星云说不同之处在于，他认为太阳系是由炽热气体圆盘组的星云形成的。圆盘一旦形成，。气体由于冷却马上收缩起来，因此自转加快，离心力也随之增大，于是星云变得十分扁平。在星云外缘，离心力超过引力的时候圆盘便定时地遗弃一些小型的环圈或蒸汽环带，这些形成物由于停止收缩也就脱离了主圆盘。每个独立的环圈通过自身形成一只小型的旋涡而聚合成为一颗行星；而这种气旋的旋转会再产生更小的气体环圈，由此又形成行星的卫星。圆盘的中心部分形成太阳。拉普拉斯举出土星环作为“土星大气的原始范围及其不断凝缩过程的现存证据”

这一解释是符合太阳系的主要特征的。例如：（1）行星运行轨道都接近圆形（近圆性）。（2）行星运行轨道几乎位于同一轨道平面上（共面性），只有水星和冥王星的轨道有较大倾斜。（3）行星公转方向和太阳自转方向都是逆时针的。（4）除金星外行星自转方向和太阳自转方向也是逆时针的。

但星云假说有一个困难，这就是它无法说明太阳系的一个极为重要的特征，即行星和太阳之间的角动量分布极不均匀这一现象。太阳的质量虽然远远超过其体系的其余部分质量的总和，太阳占全系总质量的99.8%，然太阳的角动量居然只有全体系的2%。这一情况的物理含义是，太阳旋转极慢，但拥有全体系98%的角动量而体积却不大的诸行星，竟然在距离中心甚远的地方高速转动着。根据康德-拉普拉斯理论并结合自康德-拉普拉斯之后所获得的补充知识来计算一下太阳的自转周期，就能验证康德-拉普拉斯假说是否正确。天文学家不仅能估计气体云在收缩之前的体积，还可测出所观测星云中气体的自转速度。根据这个估计的体积，自转的观测速度和角动量守恒定律，康德-拉普拉斯理论计算出的太阳的自转周期应在1/2天左右，而实际的观测周期却是26天。理论与观测之间相差竟如此悬殊，是令人无法接受的。因此，太阳角动量一定有一种人们至今没有探测到的逃逸方式。

笔者认为太阳角动量的逃逸的原因是由于弱相互作用的结果。

（五）太阳系主要特征演化成因

外太阳系以及更大的星系范围内表面上看引力也破坏了平方反比定律，现在观测到的恒星和星系的运动速度远比用邻近的全部物质施与的引力所能解释的快得多。任何天体都存在“反引力”。我们从天文观察可以看到：地球会喷发火山；恒星会喷发物质；星系核会喷射大量的物质，甚至喷出一个小星系的物质；超星系团的星系会从中心向边缘运动，最后演化为空心的大气泡。我们将比较熟悉的六大行星的有关物理量作了一些分析、比较，列表如下（有关数据取自【1】）

从表中可知：

附表：太阳系九大行星轨道半长径、公转恒星周期及各自的万有引力系数参照表

（本表前两项参数由北京天文台怀柔太阳观测基地提供）

行星	水星	金星	地球	火星	木星	土星	天王星	海王星	冥王星
轨道 半长径 R(米)	57.9 ×109	108.2 ×109	149.6 ×109	227.9 ×109	778.3 ×109	1427.0 ×109	2882.3 ×109	4523.9 ×109	5917.1 ×109
公转恒 星周期 T(秒)	87.70× 86400	224.70× 86400	365.26× 86400	686.98× 86400	4332.71× 86400	10759.5× 86400	30685× 86400	60190× 86400	90800× 86400
K=R3/T2	338× 1016	336× 1016	336× 1016	335× 1016	336× 1016	336× 1016	340× 1016	342× 1016	336× 1016
G=	6.663 ×10-11	6.659 ×10-11	6.659 ×10-11	6.639 ×10-11	6.659 ×10-11	6.659 ×10-11	6.738 ×10-11	6.778 ×10-11	6.659 ×10-11

太阳质量M_s=1.99×10³⁰kg , 地球质量M_E=5.98×10²⁴kg , 引力常数 G₀=6.6720×10^-11m³·S^-2·kg^-1

例一：对于离地球36000公里的地球同步卫星，其万有引力系数为：

G= ·=·=6.7199464×10^-11m³·S^-2·kg^-1

例二：1970年4月26日中国第一颗人造地球卫星重量173公斤，卫星运动轨道距地球最近点439公里，最远点2384公里，轨道平面和地球赤道平面夹角68.5°，绕地球一周114分钟。其万有引力系数为：

G= ·=·=6.6419527×10^-11m³·S^-2·kg^-1

例三：1971年3月3日发射成功的中国科学实验人造地球卫星，卫星重量221公斤，近地点266公里，远地点1826公里，绕地一周106分钟。其万有引力系数为：

G= ·=· =6.6498674×10^-11m³·S^-2·kg^-1

计算结果表明：随着人造地球卫星轨道的降低，人造地球卫星与地球相互作用的万有引力系数的实际值一般都略小于正常的理论值。一般而言，人造地球卫星离地球表面越近，万有引力系数越小，越偏离正常值，因此在对人造地球卫星与地球之间的引力（确切地说应该是向心力）进行计算时，就必然会造成按牛顿万有引力理论算出的理论值大于实际值。

5．1行星运动同向性，轨道共面性，公转周期超时性

（A） 行星公转运动的同向性：九大行星公转运动的方向都与太阳的自转方向相同。这一现象称为行星公转运动的同向性。(详见表1)

（B） 行星轨道的共面性：九大行星公转运动的轨道面几乎都在一个平面上（该平面与太阳自转的赤道面夹角很小）。这一现象称为行星轨道的共面性。(详见表1)

（C） 九大行星的公转周期都大于太阳的自转周期——超时性(太阳的自转周期:赤道处是25天,高纬度处是35天)。(详见表1)，表1行星运动同向性，轨道共面性，公转周期超时性

质量卫星与太阳的轨道倾角自转周期公转周期 同向性 共面性 超时性 规则

（地球=1）个数距离（A）（度）（天）（年）行星

水星0.055300.387758.650.241√√√ √

金星0.81500.72333.39243.010.615√√√ √

地球1.0011.000.0011.00√√√ √

火星0.107421.52371.8524.62291.881√√√ √

木星317.938165.20281.3089.84111.8623√√√ √

土星95.181239.53882.48810.23329.458 √√√ √

天王星14.5311219.19140.77417.984.01√√√ √

海王星17.135830.06111.77419.2164.79√√√ √

冥王星0.0022139.529417.1486.3872248.54√√ √ √

1、月亮绕地球转动的方向和地球的自传方向相同。九大行星都在接近同一平面的近圆形的椭圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转，即行星的轨道运动具有共面性、近圆性和同向性，只有水星和冥王星稍有偏离。太阳的自转方向也与行星的公转方向相同。

3、土星奇妙的盘状圆环。环薄得令人难以置信，直径数十万公里，厚度仅100米。用唱片来形容土星环很形象。它们由几十亿块冰块组成，排列在行星重力轨道内，每一块都是一颗小卫星。

4、我们再看一下我们银河系的概貌

（六）行星自转速度的现状

（A）地球自转长期减慢成因，目前的理论认为是潮汐作用。但是潮汐理论又很难解释：在类地行星中，地球自转又是最快的。（B）内六大行星的自转速度（行星日长），六大行星（水星，金星，地球，火星，木星和土星）自转现状看，自转速度与轨道半径没什么关系。由于它们的密度不一样，自转速度没有比较的标准。将行星的密度转换成统一值，计算行星的自转速度及行星日长（详见表2）。

表2行星的自转速度及行星日长

行星水星金星地球火星木星土星

轨道半径(A)0.390.721.01.525.29.54

密度(g/cm3)5.45.35.53.91.30.7

自转周期58.8d243d23.93h24.92h9.92h10.6h

(ρ=ρ)自转周期58.44d235.17d23.93h19.6h3.87h2.66h

公转周期88d224.7d365.26d687d11.96yr29.46yr

行星日长175.85d116.74d23.99h24.657h9.921h10.68h

(ρ=ρ)行星日长173.98d112.82d23.995h19.735h3.843h2.7h

从表2得六大行星的日长在考虑密度因素后有：离太阳近的行星，行星的日长就长,相对自转速度就慢；离太阳远的行星，相对自转速度就快。

（七）卫星的公转运动的长期变化

7．1卫星的公转运动的特征：大部分（约占总数的80%）卫星的公转运动也具有同向性，共面性和超时性。(1)水星，金星：自转很慢，没有卫星。(2)地球：仅有月球一棵卫星，月球绕地球公转方向与地球自转方向一致，公转周期是27天7小时43分，大于地球自转周期。（3）火星：火卫一绕火星公转方向与火星自转方向一致，公转周期是7小时39分，小于火星自转周期。火卫二绕火星公转方向与火星自转方向一致，公转周期是1.263天，大于火星自转周期。(详见表4)
表4月球和火星的卫星

直径 与行星距离轨道倾角 行星自转 卫星公转同向性共面性超时性规则

（km） （1000km） （度） 周期（天） 周期（天）卫星

月球3476384.5 18---29 1 27.322√√√√

火卫一239.4---25 1.11.026 0.319√√╳╳

火卫二1323.5 1.8 1.026 1.263√√√√

(4)木星：(详见表5)由表5可以看出：木星共有十六颗卫星，12颗卫星以木星的自转方向绕木星作公转运动；十四颗卫星绕木星作公转运动的周期大于木星的自转周期；只有2颗小卫星绕木星作公转运动的周期小于木星的自转周期；4颗小卫星绕木星作逆向公转运动；较大的卫星绕木星作公转运动都具有同向性，共面性，超时性。表5木星——卫星系

直径 与行星距离 轨道倾角 行星自转 卫星公转 同向性 共面性 超时性 规则

（km）（1000km） （度） 周期（天） 周期（天） 卫星

木卫十六40 128---42 0 0.41 0.295 √ √ ╳ ╳

木卫十五25 129---42 0 0.41 0.298 √ √ ╳ ╳

木卫五 75╳135180---59 0.4 0.41 0.498 √ √ √ √

木卫十四(50) 222 0.8 0.41 0.675 √ √ √ √

木卫一1815 421.6 0.04 0.41 1.769 √ √ √ √

木卫二1569 671 0.47 0.41 3.551 √ √ √ √

木卫三2631 1070 0.19 0.41 7.155 √ √ √ √

木卫四2400 1883 0.28 0.41 16.689 √ √ √ √

木卫十三(8) 11094 27 0.41 238.72 √ √ √ √

木卫六(90) 11480 28 0.41 250.57 √ √ √ √

木卫十(20) 11720 29 0.41 259.22 √ √ √ √

木卫七(40) 11737 28 0.41 259.65 √ √ √ √

木卫十二(15) 21200 147 0.41 631 ╳ √ √ ╳

木卫十一(22) 22600 163 0.41 692 ╳ √√ ╳

木卫八(35) 23500 147 0.41 735 ╳ √ √ ╳

木卫九(20) 23700 153 0.41 758 ╳ √√ ╳

(4)土星：(详见表6)

土星的自转周期0.426天,由表6可以看出：土星共有(有资料齐全)十七颗卫星，其中有16颗卫星以土星的自转方向绕土星作公转运动，它们都具有同向性，共面性，超时性——为规则卫星；只有土卫九这颗小卫星绕土星作逆向公转运动。表6土星——卫星系

直径与行星距离轨道倾角卫星公转同向性共面性超时性规则

（km）（1000km）（度）周期（天）卫星

土卫十五20╳15137.600.602√√√√

土卫十六70╳40139.3500.613√√√√

土卫十七55╳35141.700.629√√√√

土卫十一70╳50败151.220.340.694√√√√

土卫十110╳80151.4720.140.695√√√√

土卫一195185.521.530.942√√√√

土卫二2502380.021.37√√√√

土卫三525294.661.091.888√√√√

土卫十三(12)294.6601.888√√√√

土卫十四15╳10294.6601.888√√√√

土卫四560377.40.022.737√√√√

土卫十二18╳15377.40.22.737√√√√

土卫五7655270.354.518√√√√

土卫六25751221.850.3315.945√√√√

土卫七175╳10035610.4321.277√√√√

土卫八720356114.7279.331√√√√

土卫九11012952175.3550.48╳√√╳

（5）天王星：(详见表7)

天王星的自转周期0.746天。表7天王星——卫星系

直径与行星距离轨道倾角卫星公转同向性共面性超时性规则

（km）（1000km）（度）周期（天）卫星

天卫六（15）49.75(0.14)0.335√√╳╳

天卫七（15）53.76(0.09)0.376√√╳╳

天卫八(20)59.16(0.16)0.435√√╳╳

天卫九(35)61.77(0.04)0.464√√╳╳

天卫十(30)62.66(0.16)0.474√√╳╳

天卫十一(40)64.36(0.06)0.493√√╳╳

天卫十二(55)66.1(0.09)0.513√√╳╳

天卫十三(30)69.93(0.28)0.558√√╳╳

天卫十四(35)75.26(0.03)0.624√√╳╳

天卫十五7586.01(0.31)0.762√√√√

天卫五235129.783.401.414√√√√

天卫一580191.240.002.520√√√√

天卫二585265.970.004.144√√√√

天卫三790435.840.008.706√√√√

天卫四760582.600.0013.463√√√√

由表7可以看出：天王星共有十五颗卫星，都以天王星的自转方向绕天王星作公转运动；较大的卫星绕天王星作公转运动的周期大于天王星的自转周期；九颗小卫星绕天王星作公转运动的周期小于天王星的自转周期；较大的卫星绕天王星作公转运动都具有同向性共面性超时性。

（6）海王星：海王星的自转周期0.8天，共有八颗卫星，其中七颗以海王星的自转方向绕海王星作公转运动；较大的卫星海卫一绕海王星作逆向公转运动；五颗小卫星绕海王星作公转运动的周期小于海王星的自转周期；大部分的卫星绕海王星作公转运动都具有同向性共面性(详见表8)。

表8海王星——卫星系

直径与行星距离轨道倾角卫星公转同向性共面性超时性规则

（km）（1000km）（度）周期（天）卫星

海卫三（25）48.00(0.)0.296√√╳╳

海卫四（40）50.00(4.5)0.312√√╳╳

海卫五(90)52.5(0)0.333√√╳╳

海卫六(75)62.00(0)0.496√√╳╳

海卫七(95)73.6(0)0.554√√╳╳

海卫八(200)117.6(0)1.121√√√√

海卫一1350354.81575.877╳√√╳

海卫二(170)5513.429360.16√√√√

冥卫一59519.64098.86.387√√√√

（7）冥王星：冥王星仅有一颗卫星，冥卫一是同步卫星(详见表8)。

5．2卫星的公转运动的长期演变

（A）大部分（约占总数的80%）卫星的公转运动特征：与其行星自转同方向同，轨道面在其行星自转赤道面，绕行星的公转角速度小于行星的自转角速度。它们公转运动的演化解释类似规则行星，这里不在遨述。

（B）公转角速度大于或等于其绕转行星自转角速度的卫星，如火卫一，木卫十六，木卫十五，天卫六到天卫十四，海卫三至海卫七，它们受弱相互作用，损耗能量，轨道半径减小，公转周期缩短。

（D） 逆向卫星：如木卫十二，木卫十一，木卫八，木卫九，土卫九，海卫一，它们受弱相互作用作用，损耗能量，轨道半径减小，公转周期缩短；我们估算：海卫一公转周期每周毫秒量级的缩短。

参考文献：

【1】 萨根，新太阳系，张钰哲译，上海科学技术出版社

【2】 刘子华，八卦宇宙论与现代天文----一颗新行星的预测·日月的胎时地位。成都四川科学技术出版社，1989年12月，1-82。

附录1：据俄罗斯媒体报道，土星光环最早由伽利略在1610年发现。而土星最细的F环直到1979年才被天文学家们观测到。美国的“航行者-1”号探测器于1980年拍摄到了首批有关F环的详细照片。科学家们通过这些照片发现，F环的结构极不均匀－－有些部位凝结到了一起，有些部位又非常纤细，而还有一些部位则显得极不平整。现在，“卡西尼”号探测器又传回了有关土星F环细节的最新照片。 最近，一个由法国巴黎大学SebastienCharnoz教授领导的研究小组在对现存的有关F环的整体和局部照片进行研究后得出了一个令人吃惊的结论。今年11月25日出版的《科学》杂志刊登了他们对土星F环的最新研究论文。SebastienCharnoz等人认为，F环有着非常特殊的螺旋形结构，其边缘部分－－最初曾被认为是许多互不相连的片段－－事实上也构成了一个包含有三条细环的完整螺旋形结构。科学家们还指出，这一螺旋形结构的参数目前仍在快速变化之中。例如，通过比较“卡西尼”号从2004年11月至2005年5月传回的数据，专家们发现构成该螺旋结构的三条细环的间距正在变小。种种证据表明，这一密闭螺旋体的各边缘地带将会逐渐相交并最终演化为一条结构更为均匀的新光环。除此之外，有部分科学家认为，土星的两颗卫星－－“普罗米休斯”和“潘多拉”－－会起到F环保护者的作用：可防止F环中的物质飞散到周围的空间中。但SebastienCharnoz教授等人却认为，这两颗卫星距离F环过近，用不了多久，它们就将成为F环的破坏者。他们还猜测，F环可能曾遭到过某一不明天体的撞击：可能正是这次撞击造就了不久前新发现的一颗土星卫星－－S/2004S6。毫无疑问，SebastienCharnoz等人发表的论文必将在天文学界引发激烈的讨论，同时还会促进科学家们对土星F环进行更为深入的研究。

附录2：腾讯科技2006年8月29日讯　据太空新闻网最新消息，美国科学家称美国航空航天局“先驱者”10号和11号太空飞船在宇宙中发现了奇特的物理现象，这可能会对我们的宇宙物理学理论带来新的挑战。这两般宇航飞船在飞至太阳系边缘的时候，好象遇到了一种神秘的力量，使它们的减速过程大为减短。在上世纪80年代，美国航空航天局研究员们就注意在“先驱者”11号太空飞船在飞至太阳系边缘的时候其减速的效果要比预想的好得好，在很短的时间内就完成了规定的减速要求。同时，天文学家们在“先驱者”10号宇宙中船上也看到了类似的事情发生，不同的是“先驱者”10号与“先驱者”11号的飞行方向是相反的。1998年晚些时候，时在美国航空航天局喷气动力实验室任职的天文学家约翰•安德森（音）首先发现了这一现象，并提出了假设的理论，他的理论被其同事发表在了公众杂志上。从那时起，美国航空航天局的其它天文学家们也纷纷把目光投向了这一领域，希望能够找到在宇宙中运行的速度控制之谜。目前，安德森在全球航空公司工作，他表示从普通的物理学角度很难解释太空中真实发生的这种速度失衡的现象，这很可能是我们对宇宙中的某种法则还没有掌握，我们需要做进一步的探测研究。当然这也有可能与某些奇特的或者偶然的事件有关系。来自洛斯•阿拉莫斯国家实验室的科学家迈克尔•尼奥托（音）称，“我们现在还无法解释这种现象，它可能是由于某种未知的因素造成的，如宇宙飞船的轨道被太阳系中的黑暗能量所侵袭，给飞船的正常前进造成了一定的阻力，或者是因为宇航飞船在飞行的过程中遇到了某种与重力作用的相似的力量影响造成的。”安德森称，“我们只是把飞船投向了太空，但是它所遇到的事情就不是我们所能控制的了，我们只能根据它传回的数据资料来了解它到底遇到了什么，发生了什么事。我们还需要花费更多的时间来对其进行分析研究。我相信，总有一天我们可以让这一切真像大白。了解了造成这种现象的原因对我们今后探测更加遥远的星系具有非常重要的意义，对其它的各项太空探测任务也都非常有帮助。

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