拉格朗日点

限制性三体问题的五个特解
拉格朗日点(Lagrange point)是在天体力学中平面圆型限制性三体问题的五个特解。[4]又被称为平动点。[1]即一个小质量天体(忽略为质点)在两个大质量天体的引力作用下在空间中使小物体相对于两大物体基本保持静止的一点。[3]
在每个由两个大质量天体构成的系统中,按推论有5个拉格朗日点,其中有两个是稳定的解,即在受外力后有回到原来的相对位置的趋势。[5]1767年,瑞士数学家莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler)推算出前三个拉格朗日点。法国著名数学家、物理学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日Joseph-Louis Lagrange)于1772年推导证明剩下两个。后来把这5个点叫做“拉格朗日点”。[3]
截至2023年,拉格朗日点处小天体相对于大天体相对静止的特点已被广泛应用在天文学、航空航天等领域。[5]例如著名的詹姆斯·韦伯空间望远镜就被设置在日-地系统中的拉格朗日点上。[6]

定义

拉格朗日点是平面圆型限制性三体问题的5个特解[2],又称为平动点,指的是一个小天体在两个大天体的引力作用下,使得小天体在空间中相对于两个大天体基本保持静止的点的位置。[1]在这个位置,小天体受到的来自两个大天体的引力之和恰好等于小天体以共同的角速度绕着质心做匀速圆周运动所需要的向心力。[2][7]