? ? ? ? 地球繞著太陽運行宇姚，這似乎看起來形成了一個封閉的匈庭、不變的橢圓軌道。然而浑劳，如果我們觀察足夠高的精度阱持，我們就會發(fā)現(xiàn)，我們的星球實際上是在盤旋著遠離太陽魔熏。
? ? ? ? 2019年1月3日衷咽，地球到達了它的軌道上它最接近太陽的點：近日點。每一個圍繞單個質量運行的物體(比如我們的太陽)都會形成一個橢圓蒜绽，其中包含一個最接近的點镶骗，這個點是特定軌道所特有的。在過去的45億年里躲雅，地球圍繞著太陽以一個橢圓運行鼎姊，就像在銀河系和宇宙中所有其他成熟的恒星系中圍繞著它們的恒星運行的所有其他行星一樣。
? ? ? ? 但是相赁，有一件事你可能不會預料到相寇，也不會意識到：地球的軌道路徑并不是保持不變的，而是隨著時間的推移而向外旋轉的钮科。今年唤衫，2019年，我們的近日點比去年遠1.5厘米绵脯，比前一年更遠佳励，等等。它也不只是地球蛆挫，每顆行星都偏離了它的母星赃承。
? ? ? ? 行星圍繞太陽運行的模型，然后太陽以不同的運動方向穿過星系璃吧。它們的軌道是橢圓楣导，隨著時間的推移，它們似乎保持不變畜挨，但如果我們能夠足夠精確地測量它們筒繁，我們將看到與封閉的、不變的軌道略有偏離巴元。
? ? ? ? 宇宙中每顆行星圍繞太陽系運行的力是一樣的：萬有引力定律毡咏。無論是從牛頓的角度來看，每一個質量都吸引著宇宙中的其他所有質量逮刨，或者從愛因斯坦的角度來看呕缭，質量和能量曲線是時空的結構，其他質量在其中運動修己，最大的質量控制著它所影響的所有東西的軌道恢总。
? ? ? ? 如果中心質量不變，并且是唯一起作用的因素睬愤，那么隨著時間的推移片仿，引力將保持不變。每一個軌道都將永遠保持在一個完美尤辱、封閉的橢圓中砂豌，而且永遠不會改變。
? ? ? ? 當然光督，事情不是這樣的阳距。每個恒星系都有其他質量：行星、衛(wèi)星结借、小行星等等筐摘。這些質量的作用是擾亂軌道，使它們進動船老。這意味著最近的接近點--一般來說是近日點--隨著時間而旋轉咖熟。
? ? ? ? 在牛頓的引力理論中，當軌道圍繞單個大質量出現(xiàn)時努隙，就會形成完美的橢圓球恤。然而，在廣義相對論中荸镊，由于時空的曲率咽斧，還有一個額外的進動效應，這導致軌道隨時間而移動躬存，這種方式有時是可以測量的张惹。水星以每世紀43"(1"為1/3600度)的速度運行；OJ 287中較小的黑洞以每12年軌道39"的速率運行岭洲。
? ? ? ? 軌道力學以各種方式影響晝夜平分點（春分或秋分）的進動宛逗。以地球為例，800年前地球的近日點和冬至是一致的盾剩，但它們正慢慢地分開雷激。由于地球軌道的進動替蔬，它們慢慢地分開，每21000年完成一個完整的周期屎暇。
? ? ? ? 還有其他因素也改變了我們的軌道承桥，包括：由于廣義相對論而產(chǎn)生的額外的時空曲率，它使接近大質量的行星發(fā)生額外的進動根悼。
? ? ? ? 太陽系平面上物質粒子的存在凶异，它在行星上產(chǎn)生阻力并。
? ? ? ? 引力波的產(chǎn)生挤巡，也就是當任何質量(如行星)經(jīng)過時空曲率變化的區(qū)域(如恒星附近)時所發(fā)生的事情剩彬，也會產(chǎn)生影響。
? ? ? ? 然而矿卑，后兩種效應只有在極端條件下才是重要的喉恋，例如非常接近一個大的致密質量，或者在太陽系形成的早期階段粪摘，當原行星盤存在并且仍然很大的時候瀑晒。
? ? ? ? 原恒星IM Lup周圍有一個原行星圓盤，它不僅顯示了環(huán)徘意，而且還顯示了一個朝向中心的螺旋特征苔悦。可能有一個非常巨大的行星造成了這些螺旋形的特征椎咧，但這一點還沒有得到確切的證實玖详。在恒星系形成的早期階段，這些原行星盤引起動力摩擦勤讽，導致年輕的行星向內(nèi)螺旋蟋座，而不是完全完美的閉合橢圓。
? ? ? ? 今天脚牍，地球(和所有的行星)離太陽如此之遠向臀，被稀少的物質所包圍，自從原行星盤在大約45億年前完全蒸發(fā)之后诸狭，幾乎沒有什么東西可以消散我們的角動量了券膀。對我們最大的影響是太陽風的排放，也就是來自太陽的粒子驯遇，它撞擊到我們的星球并粘住芹彬，導致我們失去一點角動量。
? ? ? ? 總的來說叉庐，地球甚至沒有向太陽旋轉舒帮，而是向外旋轉，遠離它。太陽系的所有行星也是如此玩郊。隨著時間的推移肢执，我們發(fā)現(xiàn)自己離太陽的距離比前一年略遠一點，即1.5厘米瓦宜，或地球到太陽距離的0.00000000001%蔚万。
? ? ? ? 原因在于太陽本身岭妖。
? ? ? ? 太陽表面和內(nèi)部的不同區(qū)域临庇，包括發(fā)生核聚變的核心區(qū)域。隨著時間的推移昵慌，核心中的氦區(qū)域擴大假夺，最高溫度升高，導致太陽的能量輸出增加斋攀。
? ? ? ? 在太陽的深處已卷，核聚變的過程發(fā)生。太陽每秒發(fā)射大約3.846×10^26焦耳的能量淳蔼，這些能量是通過將質量轉化為核心能量而釋放出來的侧蘸。愛因斯坦的E=mc^2是根本原因，核聚變是一個過程鹉梨，來自太陽的能量的持續(xù)發(fā)射是結果讳癌。這種能量是一種潛在的過程，它為地球上發(fā)生的幾乎每一個具有生物意義的過程提供動力存皂。
? ? ? ? 但人們沒有充分認識到的是晌坤，隨著時間的推移，物質轉化為能量會導致太陽失去相當數(shù)量的質量旦袋。在太陽系45億年的歷史中骤菠，由于核聚變的過程，我們的太陽失去了約0.03%的原始質量：相當于土星的質量疤孕。
? ? ? ? 太陽系的行星商乎，按其物理大小顯示，所有的行星都按照一定的特定規(guī)則繞軌道運行祭阀。當太陽在燃燒核燃料時失去質量時鹉戚，規(guī)律保持不變，但軌道本身發(fā)生了變化柬讨。
? ? ? 在每年的基礎上崩瓤，太陽損失了大約470萬噸的物質，這就減少了對太陽系中每一個物體的引力踩官。正是這種引力使我們的軌道按我們所知的方式運行却桶。
? ? ? ? 如果拉力保持不變，由于摩擦、碰撞和引力輻射的影響颖系，將會有一個非常嗅剖、非常緩慢的向內(nèi)螺旋。但是嘁扼，隨著我們實際經(jīng)歷的變化信粮，地球，像所有的行星一樣趁啸，被迫慢慢地向外漂移强缘，并從太陽向外盤旋。雖然影響很小不傅，但每年1.5厘米的變化是很容易計算的旅掂，而且是明確的。
? ? ? ? 從1973年起访娶，由蘇聯(lián)發(fā)射的Lunokhod-2月球車包含一個角反射器(6號儀器)商虐，用于將源自地球的激光反射到月球上，從而確定到月球的距離崖疤。使用這種技術可以獲得厘米級的地球-月球距離的精度秘车，但是沒有這樣的技術可以用這種精度測量到太陽的距離。
? ? ? ? 然而劫哼，我們還不能直接測量距離的變化叮趴。我們知道它必然發(fā)生；我們知道我們正在螺旋式地遠離太陽沦偎；我們知道這正在發(fā)生在所有的行星上疫向。
? ? ? ? 但是我們想要做的是直接測量它，作為對我們所知的物理定律的又一次測試豪嚎。這就是物理學的進步：根據(jù)我們積累的所有知識和我們最好的理論來預測我們期望觀察到的東西搔驼，通過進行一項試驗/進行一次觀察，將這種試驗的結果測量到所需的精度侈询，并將我們所看到的與我們期望的進行比較舌涨。
? ? ? ? 當事情進展順利時，我們的理論就被證實了扔字；當它們沒有得到證實的時候囊嘉，這就表明我們可能正處于一場科學革命的尖端。
? ? ? ? 使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)進行的觀測發(fā)現(xiàn)革为，老恒星R Sculptoris周圍的物質中有一種意想不到的螺旋結構扭粱。這一特征以前從未見過，很可能是由于一顆隱藏的伴星圍繞著這顆恒星運行震檩，這是ALMA出現(xiàn)的許多意想不到的科學結果之一琢蛤。一般來說蜓堕，意想不到的結果可以是新物理或物理系統(tǒng)的先兆，而且往往是自然界提供的最有趣的結果博其。
? ? ? ? 然而套才，就太陽系而言，如果地球和所有行星都沒有螺旋式地遠離太陽慕淡，那將是一種震驚背伴。為什么我們必須螺旋遠離太陽的故事是如此簡單和令人信服，以至于我們不可能忽視它峰髓。
? ? ? ? 太陽輸出我們所觀察到的能量傻寂，這使我們可以通過愛因斯坦的E=mc^2來計算質量損失率。
? ? ? ? 太陽的質量儿普，以及我們行星的軌道參數(shù)崎逃，決定了它們繞太陽旋轉的路徑和形狀。
? ? ? ? 如果我們改變這個質量眉孩，軌道就會發(fā)生很容易計算的變化，即使用簡單的牛頓物理學也是如此勒葱。
? ? ? ? 當我們進行這些計算時浪汪，我們發(fā)現(xiàn)地球以每年1.5厘米的速度遠離太陽。
? ? ? ? 當我們把太陽系中已知的物體按順序排列時凛虽，四個內(nèi)部的巖石行星和四個外部的巨大行星顯得尤為突出死遭。然而，每一個圍繞太陽運行的物體都在脫離太陽系的大質量中心凯旋，因為它燃燒著燃料并失去了質量呀潭。雖然我們還沒有直接觀察到這種遷移，但物理學的預測是非常清楚的至非。
? ? ? ? 通過燃燒核燃料钠署，太陽的質量損失，隨著時間的推移荒椭，我們的太陽系軌道上的每一個質量是慢慢地螺旋向外谐鼎。大約45億年前，我們的星球比今天離太陽近5萬公里趣惠，而且隨著太陽的繼續(xù)進化狸棍，它將變得更遠。
? ? ? ? 太陽燃燒其燃料的速度正在增加味悄，加速了所有行星向外螺旋的速度草戈。雖然這永遠不會解除我們今天擁有的任何行星的束縛，但每個世界的緩慢侍瑟、穩(wěn)定和向外遷移是不可避免的唐片。
