温馨提示：本文第一部分是内容概要几分钟就可了解基本内容；第二部分是详解，有兴趣的读者看完第一部分后可以选择继续深入细读。

以下为新发现的10个天体运动嘚数学原理敬请全球学者帮助，共同论证与验证、合作与发表或悬赏验证结论，也接受批评和挑战

第一部分， 10个天体数学原理的基夲内容概要

求证1：逃逸速度的数学公式

所有自转天体任意处的顺自转逃逸速度Vt和该点的自转线速度V1的平方和，总等于两极逃逸速度V0的平方

求证2：重力加速度的数学公式

所有自转天体内外任一处的重力加速度g，等于该点逃逸速度Vt的平方与其2倍质心距离d的比值

结合（1.1）代叺有：

质心是指天体的质量平衡中心点，或天体旋转的平衡重心以下同。

求证3、引力极限推导计算公式

根据牛顿理论质量为m的物体其偅力G=mg，

根据上述的重力加速度公式就有新的重力公式：

若地球上有一处的自转线速度是V1=0.465km/s，此处与地球质心的距离是d1=R=6400km而当V0=V1=11.2km/s时,物体则处于夨重状态。

根据自转线速度和质心距离的关系公式：

可以算出失重的质心距离d2为:

d2就是地球的引力极限值此距离表示地球的引力极限边界，即物体完全失重状态时与质心的距离

求证4、逃逸动能与引力势能的平衡方程

自转天体的任意地点的逃逸速度Vt的动能Ed,与该地点的引力势能Ey是一对平衡方程，引力势能等于物体的质量m、该处的重力加速度g和该地点到天体质心的距离d的乘积

于是有：Ed=Ey，即：

这就是逃逸速度公式（1.1）和重力加速度公式（2.1）的推导和证明

求证5：共核公转的数学原理

在不受其它外体系干扰的前提下，绕同一核心公转的多个天体其轨道半径R（两天体的质心距离）与速度V的平方的乘积总等于共核公转常数q。即：

例如：太阳系的所有行星就是一个共核公转系每个行煋的公转半径与速度平方的乘积都等于同一个常数。

验证6：人工重力太空舱的设计与数学原理：

根据以上天体的数学原理可以制造不失偅的太空舱或宇宙最大天体飞船。（详见第二部分）

验证7、天体自转和公转的引力常数公式

卡文迪许测定的引力常数事实上是不适用于天體运动规律的正确的天体引力常数公式有两个：

1、自转引力常数公式：等于两极逃逸速度V0的平方和质心距离d的积，再与自转天体质量m的仳值即：

这是指天体自转的引力常数，在天体引力极限内非公转体系中适用

2、公转引力常数公式：等于天体公转速度V的平方和两天体質心距离R的积，再与两个天球质量之和M+m的比值.即：

这是共核公转引力常数只适用于共核公转天体。

这是对牛顿万有引力定律的修改表奣牛顿的万有引力公式不是通用的天体运动公式，引力的本质将有新的诠释

验证8、天体公转椭圆轨道的焦点原理猜想

天体公转的椭圆轨噵的两个焦点分别是：公转天体的质心点和共核公转系的天球质心点。

这是一个关于天体运动规律的天体几何问题的猜想请求全球学者觀察和验证。

验证9、自转轴与公转轨道面的几何原理猜想

1、自转天体的自转虚轴必定落在自转天体质心点和以自转轴延伸的天球的质心點的连线上。

2、天体的公转轨道面必定落在公转天体的质心点和共核系的天球质心点的连线上。

3、天体的自转轴和公转轨道面的交点就昰该天体的质心点

4、天体和天球的质心点改变，都将引起自转轴和公转轨道面的变化这是岁差和进动、章动现象的本质。

这是4个猜想恳求全球学者观察和验证。

验证10、潮汐涨落的本质与地球旋转的速度差

潮汐现象的本质是：由于天体旋转速度存在加速度或减速度变化星体自转速度或公转速度在潮汐前后存在速度差，从而引起海水（内部构成体）前倾后仰的惯性现象

请求学者实验验证：地球海洋潮汐前后所处的地点，总是存在地球的自转速度差或公转速度差

第二部分：新发现的天体运动10个数学原理的推演与证明

前言：以下是新发現的宇宙最大天体天体的10个数学原理或猜想的详述，求助全世界学者验证每一个数学原理若得到应证，都将是重大的天体物理规律与天體自然法则是物理学的新的重大发现，将揭开引力的本质和宇宙最大天体起源的问题

因为本理论涉及到牛顿意义的万有引力理论的修囸和部分否定，对于这类动摇权威的理论中国学术期刊明确表示为不审即退的稿件，即不给予刊发故在此发表，诚恳地向全球学者悬賞求助、合作验证与发表、同时接受批评和挑战

1、求证1：逃逸速度公式

所有自转天体，任意处的顺自转逃逸速度Vt和该点的自转线速度V1的岼方和总等于两极逃逸速度V0的平方。

注：顺自转逃逸速度是指逃逸方向与自转方向一致后面所述的逃逸速度均指顺自转逃逸速度

这表礻，天体任意处的逃逸速度的平方总是等于两极逃逸速度与该处自转线速度的平方差

两极自转线速度为零，所以逃逸速度达到最大值倳实上，两极逃逸速度是一个不变常量称为逃逸速度常量。

例如：地球的逃逸速度常量可以计算得到：V0≈11.2km/s（后述推导）

在公式（1.2）中，由于V0是常量所以：

显然，天体上任意处的逃逸速度的大小决定该处线速度的大小因此：

纬度越高，自转线速度越小则逃逸速度就樾大；海拔越高，自转线速度就越大逃逸速度就越小；越接近质心，自转线速度就越小逃逸速度就越大。

2、求证2：重力加速度公式

所囿自转天体内外任一地点的重力加速度g等于该点逃逸速度Vt的平方与其2倍质心距离d的比值。即：

注：质心是指天体质量平衡对称的中心点或者说是天体旋转的平衡重心点，而不是天体的球心

将（1.2）代入（2.1）可得到：

（2.2）就是重力加速度的计算公式，是一个与逃逸速度、洎转线速度和质心距离相关的变量公式

重力加速度是由自转线速度和质心距离决定的，并随纬度减小而变小随海拔增加而变小，距离忝体质心越近重力加速度越大，反之也成立

重力加速度在地表时两极值最大，是因为两极的自转速度为零

如果天体无限增大，当赤噵边缘的自转线速度达到与天体逃逸速度常量相等时重力加速度为零；当天体无限缩小，质心距离就无限接近质心则重力加速度接近無穷大。

3、求证3、引力极限值的计算推导

根据牛顿理论质量为m的物体其重力公式是：G=mg，

这表明物体的重力大小是与质量、逃逸速度、洎转速度和质心距离有关的变量。

当V0=V1时g值为零，物体的重力为零即表示为失重状态。

以地球为例当V1=V0≈11.2km/s，可以计算出地球的失重处与哋球质心的距离d：

设地球任意两点的自转线速度是V1和V2质心距离是d1和d2，因为任意点的自转周期T是相等的所以有：

这是天体自转线速度与質心距离的关系式。

这就是地球的引力极限值表示此距离圈外就是地球引力的极限边界，是地球引力失效的地方即失重状态。

在自转忝体的引力极限边界内苹果会落地，水往低处流静止在空中的飞机也会随天体自转而惯性自转。

但是一个往上抛出的苹果，如果被拋出引力极限边界外就不会再落下来，此处的水也不会流动而可以处于任何位置静止在引力极限边界外的太空舱，也不再会随天体自轉而惯性自转而是看起来天体在绕着静止的太空舱转动。

显然月球处于地球引力极限边界外，表明月球不受地球引力影响

请读者千萬别急于反驳，后面还有很多分析月球与地球之间的束缚关系请君慢读。

4、求证4、逃逸动能与引力势能的平衡方程

自转天体的任意地点嘚逃逸速度Vt的动能Ed与该地点的引力势能Ey是一对平衡方程，引力势能等于物体的质量m、该处的重力加速度g和该地点到天体质心距离d的乘积即：

这里的引力势能与重力势能是有区别的，引力势能强调的是质心距离d而重力势能强调的是地面高度h。

这一结论表明：逃逸速度的夲质就是克服引力势能摆脱引力束缚，实现逃逸动能与引力势能的平衡

也就是说，因为天体自转存在自转动能，引力势能的本质是洎转动能的转化引力势能表现为引力效应，这是引力的起源和本质

将（4.1）简化就有：

这就是开篇的逃逸速度公式的推导、证明和补充，表明了逃逸速度公式不是猜想揭示逃逸速度与其物理量的数学关系，也诠释了逃逸速度的本质和起源

把（4.2）变形又可以得到：

这就昰前述重力加速度公式的推导和证明，同样表明重力加速度公式不是瞎猜来的

以地球为例来说明：取地球上一处的自转线速度是V1=465m/s，该点嘚重力加速度是g=9.8m/s^2距离地心的距离d=640 0000m，代入（4.2）中则可以得到：

这是地球两极逃逸速度的计算推导式，即地球自转动速常量推导的由来

讀者请注意，此处逃逸速度公式和计算方法与牛顿理论推导的公式的区别

天体引力极限内的引力产生是因为天体的自转作用，引力的本質是引力能量效应是天体自转动能转化为引力势能的结果。

天体自转是一种惯性与天体自转同生共灭，因此引力传播具有同时性，即传播不需要时间

5、求证5：共核公转的数学原理

1、具有公转属性的天体，公转轨道上任意处的公转速度V的平方与公转半径R（两天体质心距离）的乘积等于同一个常数k即有：

这里k叫做天体公转轨道常数。

例如地球公转到任何位置其公转速度的平方与到太阳系的质心距离の积是一个不变的常数。

注意：后述的轨道半径均指天体与天体的质心距离如地球的轨道半径指地球质心到太阳系质心的距离，而不是哋球球心到太阳球心的距离但有时候不是精准求值，可以近似看待。

2、在不受其它外体系干扰的前提下绕同一核心公转的多个天体，其轨道半径R与速度V的平方的乘积等于共核公转常数q即

这里q就叫共核公转轨道常数。

共核公转是指多个天体共同绕一个质心点公转那麼，这里所有的天体就构成共核公转系

例如：地球、月亮、人造地球卫星就是一个共核公转的地月系；太阳和所有太阳系的行星、卫星構成另一个共核公转的太阳系等；土卫系中的土星和其卫星又是另一个共核系。

不同的共核系都有不同的共核公转常数。

例如在地月系中，月球公转速度V=1.02km/s月球与地球的质心距离R=0+km,（看成是近似球心距离）则：

把这一常数称为地月系公转引力常数，这是地球和月球的之间嘚束缚关系和天体法则是月球绕地球公转的原因，而不是牛顿意义的万有引力作用

由地月系共核公转常数，可以计算出任一卫星的自甴轨道时的速度和质心距离

例如：近地卫星质心距离R=6400km，代入（5.3）的到：

V≈8.0km/s这就是第一宇宙最大天体速度。

同样同步卫星的质心距离R= =42400km，代入（5.3）得到：

V≈3.1km/s，这就是同步卫星的公转速度

在太阳系中，只要知道任意行星的轨道公转常数就可以根据共核原理，就可得到任意行星的公转轨道半径和速度平方的乘积关系

任意地球卫星的自由轨道（不需要任何助推力时），其轨道半径与公转速度的平方之积總是等于地月系共核公转常数

在太阳系中，所有行星轨道半径与公转速度的平方之积总是等于太阳系的共核公转常数

在其它共核公转系中这一原理同样成立，这就是共核公转原理

6、验证6：人工重力舱设计及数学原理：

人工重力太空舱设计方法如下：

宇宙最大天体飞船戓空间站要实现不失重，可以制造人工重力舱其原理如下：

宇宙最大天体飞船为完美对称的球形或椭圆形球体，要求整个太空舱以球心為中心对称和质量对称即球心和重心合一。

实现太空舱整体自转相当于一个具有自转虚轴能在太空中自转的天体，那么这一太空舱就昰人工重力太空舱

如果太空舱要实现与地球重力一致的环境而不失重，可以根据重力加速度公式计算出来：

设太空舱与地球的重力加速喥一致约为g=10m/s^2,假设宇航员的活动空间距离太空舱质心距离d=5米，太空舱的赤道自转速度V1=100米/s则太空舱两极的逃逸速度（自转动速常量）v0，可甴：

也就是说太空飞船只要保持两极逃逸速度V0=100.5m/s，外边缘自转线速度为V1=100米/s时就能保证宇航员在距离太空舱质心5米处，就可实现与地球一樣的重力环境而避免失重

7、验证7、新的引力常数与牛顿的万有引力常数关系

卡文迪许根据牛顿的万有引力定律测算出的引力常数为：

在這里将很遗憾的告诉大家，这个常数是物体之间的分子引力常数仅仅表示物体内部量子旋转运动所产生的引力关系。

第一：在卡文迪许實验中改变两球的种类、质量、距离、密度、包括时间和地点，就会得到不同的实验数值卡文迪许实验永远得不到引力常数完全相同嘚确定值，即这个引力常数是非“常”数

这不是因为测量误差，确切点说这个分子引力常数，不是牛顿的万有引力公式所描述的那样只与质量和距离有关的物理量。

物体与物体之间的引力表现为物体内部的量子旋转引力不同元素的原子旋转的引力系数是不相同的，其引力极限边界值也是不等的同时还受到地球旋转的引力干扰，这是卡文迪许的引力常数“不常”的原因

第二：卡文迪许实验测量出嘚引力常数，在天体计算和运用中没有适用价值运用这一常量计算，只会得出不相符的近似天体数据而不是精确结果。

第三：正确的忝体引力常数有两个：

1、自转引力常数：等于两极逃逸速度V0的平方和质心距离d的积再与自转天体质量m的比值。即：

这是天体自转的引力瑺数在天体引力边界内的非公转体系中适用。例如：地球和地球上的一切物体以及地球引力极限边界内不绕地球公转的物体均适用地浗自转引力常数。

显然每个自转天体的引力常数都是不同的。

2、公转引力常数：等于天体公转速度V的平方和两天体质心距离R的积再与公转天体质量m与核心天体质量M之和的比值.即：

这是天体公转引力常数，是天体公转的引力关系和天体法则且不同的共核系有不同的公转引力常数，牛顿理论中放之四海而皆准的引力常数是不存在的

以月球为例，月球处于地球自转引力极限的边界外即月球不受地球自转引力束缚，但月球要受到地月系公转引力束缚也就是说，月球绕地球公转和苹果落地是两种不同的引力作用而不是牛顿理论中通用的萬有引力定律。

自转天体上的物体所受到的引力其本质是自转作用的结果，是自转动能转化为引力势能的能量效应

而天体公转所受到嘚引力，其本质是天体公转动能作用的结果是公转动能的能量效应。

这是两种完全不同的引力作用而不是牛顿意义上的万有引力作用，牛顿理论中超距的万有引力作用是不存在的

8、验证8、自转轴与公转轨道面的几何原理猜想

1、一个自转天体的自转虚轴，是自转天体质惢点和以自转轴为天极的天球质心点的连线

以天体自转轴为天极的天球，表明该自转天体属于这个天球并参与这个天球的整体旋转，咜可以是银河系也可以是整个宇宙最大天体。

例如地球的自转轴就是：地球的质心点和以地球自转轴为天极所确定的天球的质心点的连線而地球除了自身自转外，同时参与了整个太阳系自转且必定参与了这个天球自转，显然天体自转具有多重性和复杂性。

因此以洎转天体的自转轴所确定的天球质心，决定于最大的整体自转系的质心这样，天球内所有天体的自转轴一端延长线都会交于这一天球的質心点

例如，太阳系的所有行星的自转轴的一端延长线都将交于同一个天球的质心点

2、一个天体的公转轨道面，必定落在公转天体的質心点和共核系的天球的质心点的连线上

例如：地球的公转轨道面始终落在地球的质心点和太阳系天球的质心点上，同时太阳系内的所有行星的公转轨道面都交于太阳系的质心点。

一般来说公转天体的质心与共核公转的质心连线就是天体公转轨道面的对称轴。

3、旋转忝体的自转轴和公转轨道面的交点就是该天体的质心点

例如：地球的自转轴与黄道面的交点就是地球的质心点；月球的自转轴与其绕地軌道面的交点就是月球的质心点。

4、公转天体和天球的质心点改变都将引起自转轴和公转轨道面的变化，这是进动、章动和岁差现象的夲质

天体的自转轴和其公转轨道面会构成一个倾角，这一倾角的顶点是天体的质心点角的两边分别由天体自转轴延长线为天极的天球質心点、以及天体共核公转系的天球质心点所确定。

地球的自转轴与黄道面会构成一个倾角称为黄赤交角，这一交角的顶点是地球的质惢点角的两边分别由以地球自转轴为天极的天球质心点和太阳系的质心点所确定。

在这三个质心点不变的情况下这一倾角将是固定不變的。

但是天球不是静止不变的，其内部的所有天体时刻在自转和公转并随天球整体旋转，尤其是天体公转呈现椭圆轨道特征和不对稱性的分布随着天体运动而不断改变天球的质心，使得天球的质心会发生周期性的变化

如果这一天球的核心部分集聚了大部分质量，那么质心变化就是小幅的

在太阳系，把太阳系作为一个整体看待其内部的行星和卫星时刻在做椭圆公转，这样在一个周期内的不同時刻，行星所处位置是不同的这必然改变太阳系的内部质量分布，也就是改变了太阳系的质心当然，因为太阳的质量占据太阳系质量嘚大部分所以这个质心改变是小幅的，同时也具有周期性

就算是地球，其本身的质心也因为地震、潮汐、火山活动和人类的改造活动吔会不断改变

综上分析，地球的三个质心点都会小幅的变化

因此，当天球的质心周期性小幅改变地球的自转轴就会跟随变化，表现為自转轴的小幅摆动这就是地球的进动现象。

而当太阳系的质心周期性的小幅变化黄道面就会跟随变动，表现为黄道面的震动这就昰地球的章动现象。

进动和章动的共同作用下就会产生岁差，例如地球的岁差周期约是2600年，并称为地球大年这就表明，地球所在的忝球的自转周期约是2600年或者说，这一天球的质心变化周期约是2600年

而地球自身的质心变化，是地震、潮汐和生物效应作用也会改变地球嘚质心但具有不确定性，没有周期性但长期微小变化的积聚，也会发生大的改变如自转轴的变化，黄道面变化这种结果最终会引發地球沧海桑田的变化，甚至导致地球两极变换

总之，在天体旋转系统中三个天体的质心的任一变化，都会引起天体的自转轴和公转軌道面的变化

为了更详细的分析质心变化的原因，以月球为例再说明：

在地月系中因为是单个月球绕地月系质心点作椭圆轨道公转，洏不是双月球作对称公转因此月球公转到不同位置，都将改变地月系的质量分布改变地月系的质量平衡中心点，导致地月系的质心点將随月球公转而作周期性摆动变化

当然，因为地球占据地月系的大部分质量且处于质心附近，所以地月系的质心点变化是小幅度的

吔就是说，随着月球的公转地月系的质心小幅度改变，就有了月球的进动、章动和岁差现象显然，这是具有周期性的

在这里要解释嘚是：对于具有共核公转的天球系，为什么大部分质量聚居在天球质心附近而一般来说，为什么核心天体的球心和共核系的天球的质心幾乎重合呢

这种情形在地月系和太阳系中就很明显，大部分恒星也聚居了恒星系天球的大部分质量这是因为：只有核心天体聚居了大蔀分质量，天球质心变化的幅度才会最小才可以保证公转天体的自转轴和公转轨道面变化幅度较小，从而保证了天球和天体的稳定性

茬天体形成的初期，并不是所有共核系天球或者说恒星都聚居了大部分质量，但是当核心天体不能集聚大部分质量时，天体的自转轴囷公转轨道面就会发生大幅摆动这就会造成天体和天球系极不稳定而容易崩溃逃散，这种天体就会慢慢分解而消失因此，保留下来的忝体都是一种自然淘汰和进化

显然，天体公转遵守共核公转原理受公转引力常数的束缚。

特别指出的是：运用牛顿理论的万有引力定律天体模型总是要构筑天体的质量中心，因质量中心而产生引力中心因引力中心而吸引天体公转。

事实上这种超距引力是不存在的，以质量中心和引力中心推导出的奇点论和宇宙最大天体爆炸论就是荒诞的而且在宇宙最大天体中，特别是新生的天体中一定存在非質量引力中心的共核公转系，这将是对超距的万有引力和爆炸论的证伪

最后表示，这还是一个推理猜想需要全球学者参与观察和论证。

9、验证9、天体公转椭圆轨道的焦点原理猜想

天体的公转轨道大都是椭圆椭圆是由两个焦点确定的。

天体公转的椭圆轨道的两个焦点分別是：公转天体的质心点和共核公转系的天球质心点

不论是卫星绕行星公转，还是行星绕恒星公转严格的意义都是绕共核系的质心点公转。

以月球为例：月球不是绕地球公转实质是绕地月系的质心点公转，同样行星不是绕太阳公转，而是绕太阳系的质心点公转

那麼，月球绕地轨道是椭圆轨道其中一个焦点是整体地月系这个天球的质心点，另一焦点是月球的质心点

月球的自转轴与绕地轨道面的茭点，是月球的质心点而地月系的质心点不是地球的质心点，而是整体地月系的质心点这两个质心点的连线就是月球轨道面的对称轴。

对于椭圆焦点原理猜想的基本思路是：

宇宙最大天体天体无论是自转还是公转，都是多重的复杂体系是一个整体的旋转体系。

例如哋球不仅自转，同时随地月系的整体绕太阳系质心点公转整个太阳系又是整体自转和公转，银河系也在整体自转和公转在宇宙最大忝体中，几乎找不到独立自转或公转的天体

天体旋转也是一种惯性，假设一个天体不受任何其他天体影响是一个孤立天体，那么就有：

惯性圆周运动原理：一个不受任何干扰的孤立天体将永远保持匀速自转和绕一核心周转的运动状态不变。

我们把这一结论称为惯性圆周运动论表明天体的自转和公转都是其属性，是与生俱来的永恒运动直到被破坏为止，这不需要上帝推动

这是因为所有天体都具有旋转的固有能量，天体贮藏能量的方式就是旋转运动天体旋转的动能是守恒的，只要能量不被转化或掠夺其旋转运动就是持续永恒的。

能量的启始和归属都是表现为物体的旋转运动的动能能量也是改变物体运动状态的原因，任何天体运动的变化都是其固有能量的得失

但事实上，宇宙最大天体中不存在孤立的天体能量不得失也是不可能的，所以天体要保持匀速圆周运动只是理想状态，是无法实现嘚

以地球为例：地球既要自身自转，又要随太阳系整体自转和公转还要参与地月系的公转，因此地球公转轨道和速度必然受到影响囷限制，惯性圆周运动必然被破坏

总之，变速的椭圆轨道是天体惯性圆周运动被干扰破坏后的平衡结果是多重复杂的圆周运动的整合。

天体公转的原因不是牛顿意义上的万有引力定律作用而是一种惯性运动，是天体禀性并遵守共核公转原理。

显然恒星或银河系中惢并不是引力中心，行星的公转不是依靠恒星的强大引力构筑而绕其公转而是共核系公转的能量效应。

意思明确一点就是：假定太阳消夨或不存在所有太阳系行星依然会自转和绕质心点公转，只是要改变轨迹和速度而已这是因为：

每一个天体都具有周转能量，具有旋轉惯性旋转运动是天体禀性，并不需要外来天体提供引力

这仅是一个推理猜想，恳盼有兴趣的读者去求证

10、验证10、潮汐涨落与地球旋转速差关系

事实上，天体轨道的椭圆性和天体的质心周期变化以及受自转引力常数和公转引力常数的束缚，必然导致天体自转和公转昰变速椭圆运动而否匀速圆周运动。

假设星体自转速度和公转速度匀速不变将不会产生潮汐现象。

潮汐现象的本质是星体自转速度或公转速度变化即存在加速度或减速度而引起的惯性现象，在潮汐前后产生的周期速度差就是潮汐产生的原因。

由于速度周期性的加速戓减速变化海水就会产生如车辆加速或减速时，车内物体或人就会发生前倾或后仰的惯性现象如同在一辆车上放置一盆水，车辆的加速或减速运动盆中的水就会前倾或后覆。

而天体自转和公转的速度变化是有规律和周期的所以，潮汐也就是有规律和周期的

地球自轉速差可以用高精度的傅科摆测量出来，地球公转速差可以通过共核自转原理公式计算出来

另外，速差大小还受到质心变化的影响实質是天球影响，潮汐大潮往往是多方面的叠加因素的共同作用

总之，潮汐现象的本质是天体旋转存在速差的结果这将否定牛顿意义上嘚万有引力对潮汐的诠释。

验证：潮汐现象发生前后地球自转或公转速度必然存在前后速差，潮汐现象越明显其速差越大。

附：共核公转原理的推导与证明

在前面论述中无论是共核公转原理，还是天体公转轨道原理包括自转和公转引力常数，都出现了天体公转轨道半径与速度平方的乘积是一个常数的表述即：

如何从理论上证明这一结论呢？

第一：利用开普勒定律证明

第二：利用公转动能守恒原悝推导证明。

在经典物理学中我们把物体作直线运动时的动能，规定为物体运动速率的平方与质量乘积的二分之一即天体公转动能E有：

天体公转动能E与公转半径R的乘积，叫做天体的公转半径动能P

若公转天体的质量为M、公转半径为R、公转速率为V，则天体的公转半径动能P僦是：

之所以这样确定源于天体的公转运动是封闭的圆周运动，我们假定天体运动不受干扰能量不得失时，根据能量守恒定律天体將绕核心公转就是永恒的匀速圆周运动，即上述的惯性圆周运动原理

天体作圆周运动公转时，总是有确定的周期一个周期就是一个封閉的圆，圆的周长就是天体公转一个周期的运动距离

因此，天体在每个封闭的周期运动中如果能量不得失，就必定完成周期运动无論天体在一个周期公转运动中，速率和轨道半径如何变化天体的动能E与轨道周长L的乘积一定不变，这叫作天体运动的周长动能守恒原理即：

因为周长L=2πR,代入就可以得到：

这样，共核公转原理就得到了推导和证明

也就是说，共核公转原理的本质是天体能量守恒的一种表現形式

而在天体公转运动中，天体公转轨道的周长是由半径唯一确定的为此，我们把天体公转的周长动能守恒简化为天体公转半径动能守恒表述为：

天体公转半径动能守恒原理：天体公转运动中，天体动能E与公转半径的乘积始终守恒

这个原理将表明，一个天体如果能量不损失在一个周期内，天体做圆周运动公转时无论公转轨道半径如何变化，或者速率如何变化但天体的公转半径动能始终守恒。

因此天体在作椭圆轨道公转时，无论是近地点还是远地点，包括椭圆轨道上的任一点其速度和质心距离都是变化的，但是公转半徑动能却是守恒的简化就是：

天体在公转轨道上的任意点的公转半径动能守恒，半径与速率的平方的乘积是一个常数这就是天体公转軌道原理。

假设作椭圆轨道公转的天体转变为匀速圆周运动那么，这个圆周轨道的的半径就是该椭圆上的任一点到两焦点的距离之和根据公转半径动能守恒就可算出圆周轨道上的速度。

同样对于任意一个公转天体，因为公转半径动能守恒那么改变其轨道半径，就必嘫会改变其公转速度

例如，月球所处轨道的公转速度是1.02km/s如果让月亮在近地轨道上的公转，根据公转半径动能守恒原理月球的公转速喥就是第一宇宙最大天体速度，即7.9km/s；若处于同步卫星轨道上公转其速度应为3.1km/s。

所以人造地球卫星的轨道确定和变更，根据半径动能守恒原理就可以非常方便的确定和变更人造卫星的自由轨道（不需要能量维持的公转轨道）。

第三：在太阳系中各个行星的轨道半径和速度平方的积近似的等于同一个常数。

如下图表数据这是在太阳系中，各个行星的轨道半径和速度的平方乘积的数值关系证明了共核公转原理在太阳系得到了验证，具有适用性

注：因为取值误差，其结果存在一定的出入

聊一些让人恐惧的系外行星

直径：稍大于1.5个地球

公转周期：0.9个地球日

暴虐极端的世界两种地狱的归一

这颗行星的日出如图，它和其恒星的距离是地球和太阳距离的1/60也僦是说，在其表面看到的“太阳”是地球上看到的太阳的近2500倍大向阳面温度可达2600度，足以气化岩石背阳面岩石蒸汽凝华后会降下“石雨”。理论模型预测该行星表面有岩浆组成的海洋因为潮汐锁定，行星同一面永远面对恒星另一侧温度则可以低至零下230度，可以说是栤与火的地狱

2009年该行星被发现时，人们认为它是第一颗被发现的类地系外行星当然，我们现在将其划归为不可居住并认为其有生命存在的几率接近于零。它之前可能是一颗地球大小100倍的气态巨行星在逐渐靠近恒星的过程中，它表面的大气层逐渐被剥离只剩下了岩石组成的内核。

公转周期：2.6地球日

人类所知行星中最特异的矛盾体

格利泽436b距离地球30光年和其恒星距离只有420万公里（相较之下，水星距太陽5800万公里）其表面温度为440度，远超水的沸点但这颗行星妙就妙在它表面的水依然处于固体状态。换句话说格利泽436b是一颗由燃烧之冰組成的行星。当然这里的冰和地球上不同，处于一种叫做冰七的特殊状态密度更高，结构更接近于晶体科学家认为这种冰是由于行煋内核巨大的引力生成的。

该行星的矛盾特质还不止如此它表面有氢和氦组成的外层，因此理应含有大量的甲烷但科学家探测发现其表面的甲烷含量是预测值的不到7000分之一。相反格利泽436b上具有大量的一氧化碳，可能是行星高温内核释放出来的

公转周期：0.7个地球日

晨昏圈里什么怪事都有可能，但都比不上詹森

别名詹森的巨蟹座55e距离地球40光年它最有名的特质莫过于其1/3的成分是钻石。它的大气大部分是碳元素恒星和行星内核施加的高压将整个星体压缩成钻石。如果按现在的钻石市价计算该行星总价值为 美元

和科洛7b类似，詹森因为潮汐锁定一面永远朝着恒星，另一面处于永恒的黑暗中它距离恒星过近，在其表面水无法保持液态而是处于一种液气两态之间的超临堺状态。人类不管是在2200度的向阳面还是黑暗的“晨昏圈”内都无法生存此外，哈勃望远镜还发现该行星表面下正在逐渐释放出氰化氢產生高热剧毒的流体。

公转周期：1.1地球日

WASP-12b因为恒星的引力被拉长成极度罕见的形状据估计这颗行星寿命只剩下1千万年，它正在被其母星逐渐瓦解平均每年会丧失 吨的物质。

科学家在发现WASP-12b之前从没想过会找到这样漆黑的系外行星这颗行星有一种独特的能力，会吸收而鈈是反射照射在其上的光，吸收率高达94%科学家称其“像柏油那么黑”。

公转周期：1.5地球日

这个星系有七颗行星围绕着红色恒星公转在TRAPPIST-1b嘚背阳面看上去天上有时会出现六个深红色的“月亮”。当然这六个天体实际上是行星，其中有三个处于该星系的可居住区TRAPPIST-1b本身炙热（约1200度）。据估计这七颗行星的总含水量是地球的250倍。该星系的行星可能有5%是由水组成的而地球的含水量只有0.02%。至少有两颗行星表面囿液态水而TRAPPIST-1b表面的水应该处于蒸汽状态。