地球的公转轨道为什么是椭圆的？太阳又为何位居在椭圆的一个焦点上？
当今的世界，科学技术在突飞猛进的发展着，科学家们一直站在科学的最前沿，将最先进、最昂贵的技术和设备：如地面上的巨大天文望远镜、轨道卫星和星球探测器等，用到研究宇宙这个庞大任务之中，并已取得巨大、显著的成就。通过科学手段的观察、计算，以及电子算机的模拟，量子理论和爱因斯坦的相对论,告诉人们：比较准确的“宇宙的起源-??来自宇宙大爆炸！”（请看中国国家天文台天文研究所，李竞研究员写的《天行有常》和李竞、赵复恒、陈学雷、邹振隆四位研究员合写的《宇宙大爆炸》。）
科学家们又告诉我们，宇宙在暗能量的作用下，处在膨胀之中。宇宙具有150亿光年的平面体的范围，而且充满了暗能量。（有的科学家称它是标量场，本文以下也称标量场）我们可以把这一空间，理解为无限大，所以在距离宇宙中心很遥远的太阳系中，可把标量场力线看成是平行的。请见图--1
根据上述，我们就可以理解为：“ 在太阳系里的地球，所受到的作用力就不仅是太阳对地球的引力F2而是又增加了一个标量场F1。所以说地球在宇宙中就得到了三个作用力，F1、F2和F3。”
F1-是来自于宇宙爆炸中心，以平面体形式向四面八方推出，整个太阳系置身于这个庞大的、宇宙的平面体之中。因为太阳系与宇宙爆炸中心有着无限远的距离，因此可以把F1近似的看成为平行于太阳系坐标的X轴（平行于宇宙的平面体）的力束，方向是由右向左的。（因为近日点在太阳的右方）太阳系坐标的Y轴垂直于X轴且平行于无限大的宇宙的平面体。
F2-是太阳对地球的引力，方向永远指向太阳中心，大小由F=G•M1•M2/R²万有引力定律来决定。
F3-是地球沿公轨道绕日周转的力，是太阳的自转对整个原始星云产生的旋转力矩（请看专题汇报）方向是逆时针的。在日地连线的地球端，其大小，随力臂的长短（既是日地距离）而变，永远垂直于太阳与地球的中心连线（引力半径）。
下面就分三步，定性的分析地球公转轨道的成因：
第一步，仍然用牛顿的静止宇宙观来分解、观察太阳系里的地球运动。(这时我们没有引进宇宙大爆炸的理论)
先把地球看成,只在太阳的引力F2、旋转力F3（且F2=F3 且F3⊥F2）两个不变的力作用下，那么它就应该以太阳为中心，日地间的远日点距为半径（R1＝15200万公里），做匀速圆周运动的。划出了一个正规的圆OR1，----我们称之为太阳的引力圆。
为了分析地球在太阳引力圆,圆周上各点受力情况，我们把OR1圆分成16等份，用A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、0、P等16个字母代表，再逐点的研究地球在每一个点上的受力情况。
∵圆OR1=360°,360°÷16=22、5°∴每一个相邻字母与圆心O的连线间都夹有22、5°的夹角。也就是说，相对坐标X轴而言，每逆时针前进一份，其角坐标便累加了22、5°。由于地球沿着这个正圆OR1的圆周绕日公转着，被覆盖的角，逐渐的增加着。（其实地球不是这样运行的！）虽然如此，但是我们用分解的方法来分析地球公转椭圆轨道形成时，它却是个不可缺少的过程。请看图-2
第二步，让我们再用量子论和爱因斯坦的相对论来观察宇宙。把促使宇宙膨胀的作用力--标量场力F1引进太阳系.再用做图法对各点进行受力分析。（其实F1从宇宙生成那一天开始，早已作用在宇宙中的所有物质之上，小到宇宙尘、大至行星、恒星系、星河系以至于暗物质。）
当然地球也不例外，它此时受到三个力的作用，它在F1、F2的作用下，它已经不能安分守己的固守在太阳引力圆OR1的轨道上运行了。通过下面对OR1圆上16个点逐个的分析，便一目了然。详况请见图-3。
1、首先让我们来分析一下地球在圆OR1上I点的受力情况。140亿年来的客观存在，地球都是准确无误的通过I点，这说明地球在I点处，沿X轴没有发生过左右位移。(请看图3在I点处F1=F2但反向，所以我们可以理解为在I点上，F1和F2是等值反向且作用在一条直线上的两个力,也就是说F1/F2=1，它们的合力为零。只有F3沿着圆0R1的I点的切线逆时针方向起作用，这乃是地球沿圆0R1在I点上公转的动力。
2、当地球沿着OR1圆公转来到A点时,地球因为受到F1、F2作用，F2通过Oa指向太阳中心，F1也通过Oa指向太阳中心，（又因为在I点处求得F1=F2）所以其合力F=2F2。于是地球沿着合力F的方向由A点移到a 点上。地球通过a点时，在F3的作用下沿着a点的切线逆时针的方向公转着。
此时，我们再以太阳与近日点距Oa为半径,以太阳为圆心，画一圆OR2。圆OR2内再也没有地球经过的点，地球在a点距离太阳最近，天文学家称它是近日点。并告诉我们0a＝14700万公里,由此我们知道了Aa＝15200-14700＝500万公里。
从而得知F1和F2联合起来，才能将地球由A点推到了a点上来,也就是沿着Aa，向太阳推进了500万公里。所以在图中代表F1+F2 的线段Aa=500万公里。F1(F2)=250万公里（以下各点上的F1和 F2皆可以用250万公里的线段代表，但是它们永远各自保持着它们自己固有的的方向）。
3、当地球沿着OR1圆来到B点时，在B点上再用F1，F2做平行四边形B,b4,b,b3求出合力F,地球在合力F的作用下沿着F的方向移到了b点上运行。（请看图?3）
4、地球继续沿着OR1圆来到C点时，同理在F的作用下，也来到了c点之上。
5、如此类推，地球继续的沿着OR1圆向前走，也就自然的因为同样的原因，由D→d，由E→e，由F→f，由G→g。由H→h。
6、当地球来到I点时,因为F1保持着沿X轴离开太阳的方向，而F2却指向太阳中心，此时形成沿X轴的等值反向的两个力，所以它们的合力F就等于零了。I点与i点相吻合。形成一个点了，但是F3仍然毫毛无损的、发挥着它的作用。所以地球必然经过I点，在F3的作用下保持着它的切线逆时针方向公转着。
7、当地球继续沿OR1圆向前公转着，同理在F1，F2的合力F作用下，地球由J→j，由 K→k，由L→l，由M→m，由N→n，由O→o，由P→p。（地球公转在太阳系坐标的第一、二项限区间时，F1和F2的合力F的方向与F3的方向有相同的成份，各点角坐标有所超前，地球的公转速度相对三、四项限要快些。但是当地球公转到太阳系坐标的三、四项限区间时，合力F与F3有相反的成份，所以各点的角坐标有所滞后，公转速度也有所减慢。但是各点的线坐标与其一、二项限X轴的对称点相同（后有详述）。地球就是这样机从上述16个大写字母代表的点，移到新的点a，b，c，d，e，f，g，h，i，j，k，l，m，n，o，p。等16个点上,再用曲线将它们连结起来看，是个太阳引力圆OR1在i点上的内切椭圆OR4! 这有力的说明了，是F将地球从太阳的引力圆OR1上，搬运到它的内切椭圆OR4上来的。此时太阳已悄悄的变成了椭圆OR4的一个焦点,这就是太阳成为椭圆的一个焦点的根本原因。所以椭圆OR4上的各点与太阳的距离就不相等了。
此时椭圆OR4上只有a点在圆OR2上，其余各点皆在圆0R2以外,在a点上圆OR2是椭圆OR4内切圆。
相对圆OR1而言，椭圆0R4上的各点，只有i点在圆OR1上，其余各点皆在圆OR1以内。在i点上圆OR1是椭圆OR4的外切圆。有力的说明了a点和i点都是椭圆上的点！
让我们再以太阳为中心，以客观存在着的地球公转轨道这个椭圆的半短径为半径做一个圆OR3。从图中看出，它通过椭圆m、e两点与椭圆R4相交，这又证明了Om,Oe是椭圆R4半短轴。将该两点再用直线连结起来，发现me∥太阳系纵坐标轴Y,⊥横坐标轴X，交X轴于O´点，OO´=Aa/2代表着250万公里。恰是椭圆OR4的两个焦点间的距离。又发现椭圆OR4的在me线段右边的n、o、p、a、b、c、d等七个点都在圆OR3以内，而椭圆OR4在me线段左边的七个点l、k、j、i、h、g、f等皆在圆OR3以外。为此我们可以结论为椭圆OR4是地球绕日公转的轨道！
这将为下面的验算提供有力的图解旁证。
第三步验算
让我们再用数学的手段，求出上述a-p16个点与太阳的距离和与太阳系坐标X轴逆时针方向的角度，也就是它们的线坐标与角坐标，特别是远日点、近日点、地球公转轨道半短径的端点等。几个关键的点的坐标，是否与前辈科学家们指出的一样呢？下面我们就进行逐点的验算。
1、A点，当地球在F2、F3的作用下，沿着圆OR1来到A点时，我们把F1引进来，地球就又受到一个力F1的作用,此时F3⊥F2,F1=F2（且同向并指向太阳中心。）F1、F2的合力F=2F2。地球是在F1、F2联合作用下由A点移到a的。F3在a点仍然继续沿着切线、且逆时针方向推动着地公转。
因为Aa=R1-R2=15200-14700=500万公里。a点的太阳系的线坐标Oa=14700万公里.a点的角坐标，Oa与X轴的逆时针方向的夹角为O,所以øa=O。
2、B点，当地球在F1、F2、作用下，来到B点的时候，连结OB,OB与OA形成一个夹角∠AOB=22.5°。因为此时作用在地球上的力F1继续平行于X轴,而F2仍然沿OB指向太阳中心，所以从B点出发的F1、F2也形成个夹角22、5°。对于OB而言,∠AOB=∠b2Bb4=22．5°（内错角的关系）。从B点起再用F1和F2做平行四边形Bb3bb4,求出合力F(Bb线段)。OB,交圆OR2于b2点，再连接Ob交圆OR2于b1并延长，到圆OR1以外。从b2点向Ob和Bb两线段分别做垂线，近似的、分别的交于b1和b点上，通过图?4形成的几个三角形的关系，我们就可以求Ob的长短了（也就是b点对太阳的线坐标）。 
在△B0"b3中
BO"/Bb3=COS11、25°
BO"= Bb3·COS11°15´=250×0、98079=245、1975。
Bb=2×BO"=2×245、1975=490、395万KM.
在△Bbb2中°
① b2b/Bb=tg11°15´
b2b=Bb×tg11°15´=490、395×0、19891=97、5456万KM.
②b1b/b2b=SIN11°15´
b1b=b2b×SIN111°15´=97、54×0、19509=19、0302万KM
③b1b2/bb2=COS11°15´
b1b2=bb2×COS11°15´=97、54×0、98079=95、6662万KM
现在我们可以说，b点在太阳系的线坐标为Ob=Ob1+b1b=14700+19、0302=14719、0302万公里。
在△b1ob2中b2b1/Ob=tg∠b1ob2=95、6662/14700=0、0065079,查表:∠b1ob2=O°22´.
所以b点相对太阳系OX轴逆时针方向的角坐标为22°30´＋O°22´=22°52´。
3、用同样的计算方法可以计算出c,d,e,f,g,h,i,的对太阳的线坐标和角坐标。
4、当地球在合力F的作用下，继续公转经过J点的时候，情况就有了新的变化。因为地球在太阳系坐标的三，四项限区域内公转时，其F1和F2的合力F中包含着与主宰地球公转力F3的方向相反的成份。所以在它们的角坐标中出现了滞后角。下面我们就以J点为例做如下的验算。为了计算简易化，我把OI的角坐标当做零度（实际上是180度。）这样地球在太阳系坐标的三、四项限内的各点就与J点的受力情况就一样了。详况请见图?5。
在△JO"j4中
JO"/Jj4=Sin11°15´
JO" =Jj4×Sin11.25°=250×0.19509=48.7725万公里
Jj =2×JO"=2×48.7725=97.545万公里
在△Jjj2中
jj2/Jj=tg∠j2Jj
jj2=Jj·tg78.75°=97.545×5.30273=490.38797万公里
在△jj1j2中分力
∵ jj1/jj2=Sin78.75°。
∴jj1=jj2·Sin78.75°=490.38797×0.98079=480.96761万公里
∵j1j2/jj2=Cos78.75°
∴j1j2=jj2·COS78.75°=490。38797×0。19509=95。669789万公里分力
由于J点和H点是X轴的对称点，∴它与太阳之距Oj=Oh=15180.971万公里。与X轴逆时针的夹角为202°30´减去
0°23´等于202°7´。
3、以下各点(k、l、m、n、o、p)同j点一样的计算办法，过程也一样，完全是个数学的问题在这里就不重复了，如有查对可供草稿。现将16个点的线坐标和角坐标的计算结果给出，见表?1
16个代表点的对太阳的线、角坐标数据表 （表-1）
|
代表点
|
线坐标
|
角坐标
|
代表点
|
线坐标
|
角坐标
|
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a
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14700万km
|
O°
|
i
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15200万km
|
180°
|
|
b
|
14719。03万km
|
22°30´+22´=22°52´
|
j
|
15180.971万km
|
202°30´–0°23´=202°7´
|
|
c
|
14780。39万km
|
45°+41´=45°41´
|
k
|
15123.77万km
|
225°–41´=224°19´
|
|
d
|
14785。42万km
|
67°30´+0°54´= 68°24′
|
l
|
15045.67万km
|
247°30´–0°54´=246°36´
|
|
e
|
14949。27万km
|
90°+59´=90°59´
|
m
|
14949。27万km
|
270°–0°59´=269°1´
|
|
f
|
15045。67万km
|
112°30´+54 ´= 113°24′
|
n
|
14785。42万km
|
292°30´–0°54´=291°36´
|
|
g
|
15123。77万km
|
135°+41′=135°41´
|
o
|
14780。39万km
|
315°–0°41´=314°19´
|
|
h
|
15180。971万km
|
157°30´+0°23′=157°53´
|
p
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14719。03万km
|
337°30´–0°22´=337°8´
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最后再以表?1的各点的两坐标的数据做出一张图来，是一个椭圆！它通过远日点、近日点和科学家们早已告诉
我们的、地球绕日公转椭圆轨道的半短轴的端点e、m。
结论
1、宇宙中太阳系里的地球，是在来自宇宙爆炸中心的标量场力、太阳的引力、太阳的自转给于地球的公转力（请看专文汇报）的作用下，才形成地球绕日公转的椭圆轨道。
2、又由于地球绕日公转椭圆轨道的形成，造成了轨道上各点的日地距离的变化，虽然太阳原来的位置没动，但是由于这种变化，使太阳无形中成为地球绕日公转椭圆轨道的一个焦点。
3、主宰宇宙膨胀的力F1不仅在星河系间加大距离中有所显示，而且在太阳系中的行星公转轨道椭圆化中也显示了它的作用！
本文著者宋继国于2006年12月10日定稿
