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天体运行论

作者: 哥白尼

第十九章 以地球周年运动轨道为单位的火星轨道的大小


 

除上述外,我还观测到火星掩一颗称为“氏宿一”的恒星,这是在天秤座中的第一颗亮星。我在公元1512年元旦进行这次观测。在那天早晨,在中午之前6个均匀小时,我看见火星距离该恒星1/4°,但是在冬至日出的方向上[即在东北方]。这表示当时就经度来说火星是在恒星之东1/8°,而纬度偏北1/5°(110)。已知恒星的位置为距白羊宫第一星191°20′,纬度为北纬40′,于是火星的位置显然为191°28′[≌191°20′+1/8°],其北纬度=51′[≌40′+1/5°]。可以算出当时视差近点角=98°28′,太阳的平位置=262°,火星的平位置=163°32′,而偏心圆近点角=43°52′。

利用这些资料可以画出偏心圆ABC,其中心为D,直径为ADC,远地点为A,近地点为C,而在取AD=10,000p时,偏心度DE=1460p。已知弧 AB=43°52′。以 B为心,在 AD=10,000p时半径BF=500p,画小本轮使角DBF=ADB。连结BD、BE与FE。此外,绕中心E画地球的大圆RST。在其与BD平行的直径RET上,取R=行星视差的[均匀]远地点和T=行星均匀运动的近地点。设地球位于S点,而弧RS=均匀视差近点角,其计算值=98°28′。把直线FE延长为FEV,与BD相交于X点,并与地球轨道的凸圆周相交于V=视差的真远地点。

 

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在三角形BDE中有两边已知:在取BD=10,000p时,DE=1460p。它们夹出已知角BDE=136°8′=ADB的补角,因而可知ADB=43°52′。由此可求得第三边BE=11,097p和角DBE=5°13′。但按假设,角DBF=ADB。由已知边EB及BF[11,097p500p]夹出的整个角EBF=49°5′[=DBE+DBF=5°13′+43°52′]。因此在三角形。BEF中角BEF=2°,而在取DB=10,000p时,剩余的边FE=10,776p。于是DXE=7°13′=XBE+XEB=相对内角[=5°13′+2°]。DXE为相减行差,即为角ADB超过XED[=36°39′=43°52′-7°13′]以及火星平位置超过其真位置的量。但已算出火星平位置=163°32′。因此其真位置偏西,在156°19′[+7°13′=163°32′]处。但是对于在S附近地区的观测者而言,火星出现在191°28′处。因此它的视差或位移为偏东35°9′[=191°28′-156°19′]。于是显然可知角EFS=35°9′。因RT平行于BD,角DXE=REV;与此相同,弧RV=7°13′。于是整个VRS[RV+RS=7°13′+98°28′]=105°41′=归一化的视差近点角。因此可得三角形FES的外角VES[=105°41′]。于是也可求得相对内角FSE=70°32′[=VES-EFS=105°41′-35°9′]。所有这些角度都用180°=2直角的度数表示。

但在一个各角已知的三角形中,其各边的比值也已知。因此若取三角形外接圆的直径=10,000p,边长FE=9428p(111)ES=5757p(112)。于是在取BD=10,000p时,已知EF=10,776p,应有ES≌6580p(113)。这与托勒密得出的结果[《大成》,X,8;391/260]也相差甚微,并与之几乎完全相符[391/260=65831/310,000p]。但用同样单位表示,整个ADE=11,460p[=AD+DE=10,000+1460],而余量EC=8540p[ADEC=20,000p]。在A=偏心圆的高拱点,小本轮减少500p,而在低拱点增加同一数量,于是在高拱点为10,960p[=11,460-500]而在低拱点为9040p[8540+500]。因此,取地球轨道半径=1p,则火星远地点及最大距离=1p39′57″(114),其最小距离=1p22′26″(115),而平均距离=1p31′11″[1p39′57″-1p22′26″=17′31″;17′31′÷2≌8′45″;8′45″+1p22′26″≌1p39′57″-8′45″]。因此对火星而言,其行度的大小和距离也已用地球的运动通过可靠的计算加以解释。




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