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《數學心》第153章 拉格朗日點
  拉格朗日叫到拉普拉斯說:“我現在又回歸到天體力學了。”

  拉普拉斯說:“恭喜,回到真正的老本行了,有新想法嗎?”

  拉格朗日說:“沒有新想法,是不會叫你來聊天的。”

  拉普拉斯說:“我就喜歡聽你聊新想法,看看我自己發現過沒有。”

  拉格朗日說:“我在研究地球和太陽之間的力學,假如我們開飛船進入宇宙,會選擇在那些地點停歇。”

  拉普拉斯說:“這是個好問題,我有發言權,我也考慮過。”

  拉格朗日說:“我公布自己結果以前,先聽聽你的意思。”

  拉普拉斯說:“首先,最明顯的是太陽和地球之間會有一個點,如果飛船停靠在那裡,就不會掉落在地球上和太陽上,那裡是太陽和地球之間引力相互抵消的地方。”

  拉格朗日說:“你發現了第一個點,叫L1吧。”這是拉格朗日L1點,位於兩個天體之間,如果沒有行星引力的影響,原本這個位置上的小天體繞恆星的周期會更短,角速度會更快。但是由於行星的存在,小天體運動所受的向心力是恆星和行星引力的合力,由於兩個力方向相反,導致小天體的向心力比單純受到的恆星引力更小,於是這個點上的公轉周期變長了,角速度和外面行星公轉的角速度一樣了,於是小天體相對恆星和行星的位置相對靜止了。

  拉普拉斯說:“再細細的想,我發現了在太陽和地球的延長線上,地球背對太陽處也有一個停靠點,讓飛船與地球相對靜止,跟地球一樣繞太陽轉。”

  拉格朗日說:“這個是L2點。”

  拉普拉斯說:“還有一個也是在太陽和地球延長線上,太陽背對地球也有一個停靠點,這個停靠也是相對於地球和太陽是靜止的。這個停靠帶點跟地球公轉周期一樣。”

  拉個朗日說:“這是L3點。”L2和L3,它們在行星軌道的外側,軌道半徑更大,公轉角速度本應該更慢,但是受到的合力比單純的恆星引力更大,於是公轉角速度也變大到與行星公轉角速度相等了,於是相對行星和恆星也變成了相對靜止。

  拉格朗日說:“還有呢?”

  拉普拉斯說:“暫時就這些了吧,哪裡還會有?”

  拉格朗日畫出了地日系圖,也標出了L1,L2,L3這三個點,然後又在這三個點連線的兩側又標出了L4和L5點。這兩個點不再恆星和行星的連線上,而是與恆星和行星呈等邊三角形。

  一邊畫著,拉格朗日一邊說:“這個位置上所受的合力方向剛好指向了恆星和行星的質量中心,而且合力大小剛剛好,公轉角速度與行星公轉角速度相等,於是這兩點也相對恆星和行星靜止了。”

  拉普拉斯高興的說:“高明,你這是了不起的發現。”

  拉格朗日說:“如果有飛船,在這些地方幾乎不需要損耗燃料就可以維持軌道,即便偏離一點點位置,也會在合力的作用下繞著拉格朗日點運動,所需的燃料消耗非常低,特別適合這種需要跟著行星公轉一起走的場景。而且對於這種稍微偏一點點的場景,從行星的角度看過去軌道看起來就像繞著拉格朗日點轉圈一樣,被叫做暈軌道,暈軌道上的飛船避開了恆星和行星連線,飛船與行星之間的無線電通信還不受恆星的影響。”

  拉普拉斯說:“沒錯,理論依據極其完善,現在我們就差一個宇宙飛船了。”

  拉格朗日說:“宇宙飛船以後肯定會有的,只是不要等他們有了,我們數學家還不能讓他們科學的飛行。”

  拉普拉斯說:“不僅如此,就是小行星和隕石肯定在這些地帶聚集的要多些。”

  之後,天文學家發現拉格朗日點出過著有很多穩定的隕石帶。
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