一．日心说的历史功绩
数百年来，行星围绕太阳公转的轨迹形成一个椭圆，是科学界高度一致的结论。由于开普勒行星运动定律是奠定哥白尼日心说科学地位的划时代功臣，日心说自然也成了开普勒行星运动定律立足的公理，开普勒同时被奉为太空宪法的制定者。然而时代迈入到了二十一世纪，科学实验和测量早已证实，太阳仅仅是太阳系的中心，在更为广阔的银河系中，太阳系充其量只能看作是一叶扁舟，太阳系在太阳的带领下，以23千米/秒的速度在银河系中高速飞行。时至今日，整个科学界都忽略了一个问题，开普勒行星运动定律的建立，完全依赖太阳是恒定不动、不证自明的公理之上的，一旦太阳从恒定不动，变为时刻处在高速运动状态，那么开普勒行星运动定律还正确吗？行星运动的三个定律依然还能保持太空宪法的地位吗？
行星运动第一定律，也就是椭圆定律描述的是：每一行星沿各自的椭圆轨道环绕太阳公转，而太阳则处在椭圆的一个焦点上。这是几百年前开普勒依赖他的前辈弟谷遗留下的多年天文精确观测记录下的数据，结合自己持之以恒的研究和敏锐的洞察力，总结出的行星公转运动三个规律之一。按照开普勒总结出的行星运动定律，以及后来牛顿在行星运动定律基础上，发现的万有引力定律，就构成了天文学的主要理论基础，三百多年来支撑着所有涉及地球以外的科学研究和技术开发。即使是资历相对年轻的广义相对论，也是把日心说作为公理，以开普勒行星运动定律为基础发展而来。可以确定，随着日心说的出现、站稳脚跟和统治天文学界，让人们对宇宙的认识有了清晰且革命性的提升。
二．科学发现受历史局限制约
尽管日心说、行星运动定律、万有引力定律、广义相对论等，一同构建起了今日天文学的理论基础，使今日人类的科学和技术有了史无前例的大发展，让地球人类能借助这些科学理论和相应的技术产品，得以登上月球，甚至远达火星。但是也让科学界依然保留了许多无法破解的自然之谜，例如：行星为什么会环绕恒星不停的公转？行星为什么会自转？什么力量让行星在近日点而且只在近日点产生进动现象？银河系中为什么双恒星系统比单恒星要多的多？宇宙中为什么找不到半球形的星体？在人类探索太空的实践中，按现有科学理论无法阻止太空探索的大概率失败态势，只能靠先进技术手段弥补理论上出现的偏差，如果技术修正不足，仅仅仰仗书本理论做指导，那么太空之旅必然发生遗憾事件，这些都从反面告诉我们，现在的天文学理论，存在着系统性偏差，导致理论不能完全正确的指导科学实践。
既然现有理论让自然界留下众多的谜团和实践中的遗憾，我们就有必要找出理论上哪里存在着缺失甚至病毒，让我们尝试修复不足或根除病因。其实不论是开普勒的行星运动定律，还是牛顿的万有引力定律，它们都是在特定历史时期，以及所处环境约束的条件下，总结出的当时最佳科学规律。开普勒所处的年代，还是地心说作为官方的正统理论统治着科学界，日心说作为挑战者的新理论开始崭露头角，他能够仅仅从科学观察数据的角度，证明日心说是比地心说更加正确的理论，已经是十分难能可贵的事情了，我们不能要求开普勒必须跨越历史阶段，证明地心说和日心说都不对，银河系还存在着一个更大的中心。对牛顿也是如此，万有引力定律的发现和将其数学公式化，已经是天才般对科学界的贡献，我们不能要求他一个人把所有影响吸引力的因素都能发掘出来，例如直到近年才被发现的物体自身的温度和物体的质量一样，也是影响物体吸引力大小的一个重要因素。本文的目的，就是立足于现代已知的客观事实，指出开普勒总结出的行星运动第一定律，哪里是正确的，为什么正确；哪里是错误的，为什么出现这种错误。
三．嫦娥5号探月飞船是科学发展史上的分水岭
开普勒行星运动第一定律的前半句话：“每一行星沿各自的椭圆轨道环绕太阳公转”，是在封闭的太阳系内，把太阳当作一个恒定不动的中心星球，并认定这是不证自明的事实，依此作为公理，再根据他的半个老师弟谷所留下的20多年天文观测数据，分析、总结得出的结论，这个结论对所有的行星公转轨迹，在太阳系内都成立。但是科学技术的发展，让人类的眼光和视角看的更远、更广阔。现代人有幸站在银河系的视角，从太阳系的外部看太阳系内行星的运行轨迹，我们惊讶的发现，由于太阳在银河系中是在不停的运动着，因而行星围绕太阳公转的轨迹，无法形成一个封闭的曲线，不再是一个椭圆，变成了一个类似长幅摆线的螺线形状，这意味着开普勒的行星运动第一定律，也就是椭圆定律，放在银河系这个大环境下不再适用。这里我们举一个缩小尺寸的实例，把行星换成人造卫星，把中心星球太阳换成月亮，这就有了中国嫦娥5号探月飞船，第一次向科学界展示出的在系统内和系统外两个不同层次的视角下，作为环绕星体运行轨迹的两幅完全不同的画面。图1与图2是2020年12月12日和13日，嫦娥5号探月飞船返回地球时，由中国航天局通过新华社，先后发布的两张飞行轨迹示意图。图1是12日，把月球和嫦娥5号飞船看作是一个完整的封闭系统，月亮是静止不动的中心天体，嫦娥5号飞船环绕月球飞行时的轨迹示意图，这也是人们观察宇宙空间最熟悉的示意图，这个图符合开普勒行星运动定律。图2是第二天（13日）嫦娥5号飞船成功进入月地转移轨道，把月球回归到一个持续运动着的中心天体，从月球和嫦娥5号飞船组成的系统外的地球上，根据实时遥测数据监视判断，绘制出月球和嫦娥5号飞船同时都在运动的轨迹示意图。这个真实的嫦娥5号飞船轨迹示意图，打破了人们对宇宙空间探索时固有的理论和观念，因为该飞船的真实运行轨迹不再是一个封闭的椭圆曲线，而是一个在数学上称作长幅摆线的特殊螺旋线（图3）。
正是嫦娥5号飞船向世人第一次展示了在太空中，一个小星体环绕另一个大的中心星体做公转运动时，它的公转轨迹是长幅摆线，这就给人类的科学研究指明了正确的方向，包括：所有星球的公转运动都是变加速运动，这与当今我们在有关天文学理论上，主要学习、讨论的是匀速和匀变速运动相差甚远；从长幅摆线形成的原理可以推出，行星公转的动力来自太阳的运动，没有太阳作为动圆圆心在向前运动，就无法让各个行星形成长幅摆线的公转轨迹，这就相当于打开了遮掩宇宙真面目大门上尘封数千年的锈锁，许多星空之谜随之将被大白于天下。 6park.com



开普勒行星运动第一定律的后半句话：“而太阳则处在椭圆的一个焦点上”，在封闭的太阳系内，这个结论是正确的模糊，也可以说是模糊的正确。为什么说这半句话是正确的模糊？因为行星运动第一定律的前半句确定了行星的运行轨迹形成一个椭圆，是椭圆就拥有两个焦点，既然行星在围绕太阳公转，那么太阳就一定坐在被环绕的焦点之一，这就是后半句正确的地方，但这后半句没有指明太阳坐在两个焦点中的哪一个上，这就模糊了焦点的具体位置，所以本文称这后半句结论是正确的模糊。为什么又要说后半句是模糊的正确？因为这个结论只确定了太阳在椭圆的一个焦点上，没有说太阳是始终固定在一个焦点上？还是不同时间处在不同的焦点上？如若太阳始终固定在一个焦点上，那么就应该能够明确指出这个固定焦点的名称是椭圆的焦点1，还是焦点2，后半句里缺少应有的清晰说明。如若太阳在不同的时间处在不同的焦点上，那么太阳何时在焦点1？何时在焦点2？太阳如何从焦点1跳到焦点2？然后再从焦点2跳回到焦点1？这些可能发出的疑问，在后半句里都无法找到答案，所以作者就只能称后半句是正确的很模糊，有太多的疑问随之涌出。
 
四．地球公转旧图新解
在日心说框架下，地球环绕太阳公转，除了近日点和远日点及其附近外，地球与太阳始终保持着一个天文单位（1AU=1.4959787亿千米）的距离，把这个公转过程缩小到纸面上，我们可以画出一个近似圆的轨道形状（见图4）。这是一副大家咋一看来十分熟悉的地球围绕太阳公转的示意图，但是如果读者仔细观察这张图，会发现此图与以往您在任何别处看到过类似的地球公转示意图，有一个极大的不同，那就是该图中，太阳不是一个静止不动的恒星，太阳是在沿着一条直线向前移动的星球，由此图读者就可以大致分析出，地球为什么在公转过程中会出现远日点和近日点。当地球越过秋分点运行到太阳的斜前方时，地球在太阳运动方向上运动分量的速度，会逐渐小于太阳前行的速度，尤其当地球运动到太阳的正前方时，地球与太阳的运动方向相垂直，也就是地球在太阳运动方向上的速度是零，太阳继续前行，就会使太阳与地球之间的距离减少到最短，这就形成了地球的近日点。从长幅摆线的性质中，我们可以了解到，当地球公转到春分这一天中的某个时刻，地球的公转速度减到零，也就是地球停止了公转运动。太阳的继续前进，让地球被动越过静止点，迫使地球进入正加速度公转时段，其中地球有一个运动分量与太阳的运动方向相反，结果就是地球被太阳按近似双倍的速度抛离的越来越远，一直到地球能够承受被抛离的极限值，地球才转头追赶太阳而来，这个地球被太阳拉开的极限距离，也是地球从背离太阳到回追太阳的拐弯处，就是远日点。至于地球与太阳之间的距离，为什么在别处可以保持在1AU的距离长期不变，则需要拓展牛顿万有引力定律后的理论才可以解释清楚。 6park.com



五．降维俯视下的地球公转轨迹
当我们站在太阳系外部，从银河系的视角观察地球环绕太阳的公转运动，我们可以画出地球围绕太阳的公转轨迹形成一个长幅摆线（图5）。通过这条长幅摆线的横空出世，它就否定了开普勒行星运动第一定律的前半句，行星围绕太阳的公转轨迹不再是一个封闭的椭圆，同时它又加强性的肯定了行星运动第一定律的后半句：“而太阳则处在椭圆的一个焦点上”。之所以本文这里特别强调是“加强性的肯定”，是因为行星的公转轨迹从太阳系内部观察，看似是一个椭圆，然而从高维度的银河系出发，我们看到的却是只有一个焦点的圆，太阳始终固定在这唯一的焦点（圆心）上，这个圆就是孕育出长幅摆线的动圆（图6），地球与太阳的距离（1AU）就是这个动圆的半径（R），加上从摆线升格为长幅摆线的出超部分。从这个长幅摆线的固有性质可以解释：为什么一年中，农历秋分前后的几个月里，是地球上的台风季节，因为这几个月是地球公转速度最高的时期；为什么一年中，农历春分前后的几个月里，是地球上风和日丽的季节，因为这期间是地球公转速度最慢的时期（见图7）。 6park.com
 6park.com




所以我们得出结论：当把太阳系作为一个封闭的系统，设定太阳为一个恒定不动的中心时，所有行星的公转轨迹形成一个椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，开普勒行星运动第一定律成立。当把太阳视为运动的、局部区域的中心星球时，所有行星的公转轨迹就会形成一个长幅摆线，太阳成为形成长幅摆线那个动圆的圆心，也是唯一的焦点，开普勒行星运动第一定律就不存在了。
至于图5显示的地球环绕太阳公转的长幅摆线轨迹，与图7地球环绕太阳公转显示出的理想长幅摆线轨迹有神似形不似的感觉，这是因为图5的示意图，考虑了地球与太阳相互吸引，锁定距离在1AU时，地球的引力场存在着一定的伸缩弹性，这个引力场的弹性，造成了地球在公转过程中，必然出现被压缩时，存在一个近日点，被抛离时存在一个远日点。而图7把地球与太阳的距离作为刚体固定在1AU，没有考虑引力场的弹性，所以图7是纯数学方式的图示，图5是含物理因素的图示。
评分完成：已经给 bpcart 加上 50 银元！