网友提问:有什么证据可以证明地球的确是围绕着太阳转的?
回答: 根据广义相对论来说,太阳的确是绕着地球转,地球也绕着太阳转,但太阳和地球同时也围绕着处在他们中间的天体——月亮旋转。
在广义相对论中,我们可以使用任意坐标系。你可以挑选一个以地球为固定中心的坐标系,在这个坐标系中,地球甚至可以不围绕着他的轴线旋转。接下来,当你从中推导出所有与之相关的运动方程,你就会发现,是太阳在运动,而不是地球。
当然,这是一种非常呆板的方式,虽然从原则上来说,所有的方程式都成立,但他们都非常棘手并难以解开,所以科学家们基本不会使用。
那么为什么我们要选择一个太阳处于静止状态(或等速运动)的体系呢?因为这样一来,得到的方程式将更为简单,或者直观点说,相比之下更为容易解开。这是物理学中的一个小窍门:我们需要找到一个坐标系并推导出运动方程,而这些方程要容易到可以猜出正确的答案。
但讽刺的是,在以前托勒密的体系中,行星以周期和周转形式围绕着地球运行实际是一种可行的方式。我们说轨道是椭圆的,但这个椭圆其实是一个周转圆。它通过其圆心绕着另一个大圆圆周滚动而产生。所以,哥白尼的革命实际是用一种更为简单,而不是更准确的方式来描述运动的革命。但是哥白尼的方法让牛顿得出了一个非常简单的引力定律。因此,费曼曾经说过,物理学的闪耀之处就在于用一种答案显而易见的方式来描述一个现象。(费曼的失败仅仅只是因为自旋和统计数据之间关联性的问题)