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引力与轨道

发射恒星、行星与卫星,在牛顿万有引力下观察真实轨道的形成。

这是真实的牛顿引力,而非动画。选择预设或在画布上拖动来发射天体,然后以真实单位读取其质量、距离、轨道速度与开普勒周期。

天体数: 0 · 时间: 0.00
拖动以发射天体

预设

所选天体

点击天体可查看其质量、距离、速度与轨道周期。

系统稳定

能量漂移: 0.000%

常数与来源

G = 4π² AU³·M⁻¹·yr⁻²

1 AU = 1.496×10¹¹ m

1 M = 1.989×10³⁰ kg

1 AU/yr = 4.741 km/s

T² = a³/M (Kepler)

这些轨道背后的单位与常数

这个模拟不用米和千克,它用天文单位、太阳质量和年 — 因为只有这样数字才是人能读的大小。下面是每一个换成 SI 之后的值。

你正在改变的量

  • M — 天体的质量 (M☉) 换算
  • r — 天体之间的距离 (AU) 换算
  • T — 轨道周期 (yr) 换算

定律里的那个常数

  • G = 6.67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²
    万有引力常量 · 基本常数里测得最不准的一个

这个模拟用的单位,换成 SI 是多少

单位换成 SI它从哪来
1 AU149,597,870.7 km2012 年起由国际天文学联合会(IAU)定为精确值 — 最初是地球到太阳的平均距离
1 M☉1.98892 × 10^30 kg太阳的质量;太阳系里天然的质量尺
1 M⊕5.9720 × 10^24 kg地球的质量,用来对照 — 太阳大约是它的 33.3 万倍
1 yr365.25 天天文学用的儒略年,不是日历上的一年

数值取自模拟积分时用的同一组常数(lib/physics/gravityOrbits.ts),所以你在这里看到的就是它真正在算的。作为参照:天问一号 2020 年发射时,地球与火星的距离在 0.5 AU 上下。

我们测得最差的那个常数

这个模拟里的每一个数都压在 G = 6.67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻² 上。它的标准不确定度是 ±1.5 × 10⁻¹⁵,约 22 ppm — 比光速或普朗克常数差几千倍,后两者按定义就是精确的。引力是我们最测不准的那种力,而中国的华中科技大学用扭秤和角加速度两种方法测 G,在 2018 年给出了当时世界上最精确的结果之一。

和其他常数以及它们的不确定度比一比 →

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