Stáčení perihelia Merkuru
Stáčení perihelia Merkuru je změna směru velké poloosy Merkuru v prostoru o přibližně 5600 obloukových vteřin za století ve směru oběhu. Je způsobeno řadou vlivů, z nichž většinu se podařilo vysvětlit už v 19. století pomocí Newtonova gravitačního zákona.[1] Zbývající odchylka byla původně připisována hypotetické planetě Vulkán, ovšem vysvětlena byla až obecnou teorií relativity a stala se tak jedním z důkazů její platnosti.
| velikost (vteřin/století) | Vliv |
|---|---|
| 5025,6 | Souřadnice (vliv Precese zemské osy na souřadnice – posun jarního bodu) |
| 531,4 | Gravitační vlivy ostatních planet |
| 0,0254 | Zploštění Slunce |
| 42,98±0,04 | Gravitační deformace prostoru (Obecná teorie relativity) |
| 5599,99 | Celkem |
| 5599,7 | Naměřeno |
Vliv obecné teorie relativity
Koncem 19. století se podařilo vysvětlit pomocí Newtonovy mechaniky dráhy všech planet sluneční soustavy až do přesnosti tehdejších měření. Odchylky od vypočtených poloh vedly k objevům nových těles. Jedinou nevysvětlitelnou odchylkou zůstalo stáčení perihelia Merkura. Pátrání po hypotetické planetě, která by odchylky vysvětlila, nebylo úspěšné. Uspokojující vysvětlení přinesla až obecná teorie relativity.
Podle Einsteina lze precesi vlivem gravitačního působení spočíst podle vzorce (který díky několika svým chybám odvodil již roku 1898 Paul Gerber)
Kde:
- a – délka velké poloosy dráhy (m)
- ε – číselná excentricita dráhy (e/a, bezrozměrná)
- T – doba oběhu (s)
- – odchylka vzniklá za jeden oběh (rad)
Pro Merkur činí toto stáčení 43"/století, což je ve velmi dobré shodě s naměřenými daty.
V různé míře dochází ke stáčení velkých poloos všech těles, obíhajících kolem jiných těles po excentrické dráze. Z planet Sluneční soustavy je tento efekt nejvýraznější právě u Merkuru, proto byl objeven jako první.
Reference
- https://paulba.no/paper/Price_Rush.pdf - Nonrelativistic contribution to Mercury's perihelion precession