【软件新】Mathematica 13.2 新之天文计算

时间：2023-02-24

Mathematica的研发成果

2020年 Mathematica 发行了12.1和12.2版本；2021年发行了12.3和13.0版本。2022年6月底Mathematica发行了13.1版。现在13.2版正式发布。 Mathematica 一直都有一个庞大的研发清单，有些是短期目标，有些是中期目标，还有些是长期的（比如十几年的）。 Mathematica 希望无论何时都可以获取 Mathematica 所处开发进度的状态，这样用户就能够尽快开始使用 Mathematica 研发的成果。

13.2版新的内容并不算多，主要集中在完善已经开发了很长时间的内容，以及精细化一系列现有的功能。但即使这样也有一些让大家惊喜的新改进，并且有一些正在开发的新领域的雏形——特别是与天文学和天体力学有关的内容。

但是，尽管这只是一个"小型发布"，13.2 版仍然在Wolfram语言中引入了41个全新函数，同时也大幅增强了64个现有的函数。而且， Mathematica 一以贯之投入了大量的精力以连贯的逻辑设计这些函数，使得这些新内容依然符合在过去35年里一直在构建的框架。

天文计算的介绍

2000多年来，天文学一直是计算发展的动力（从Antikythera装置开始）......而在13.2版本中，它将以一种重要的形式进入Wolfram Language。是的，Wolfram语言（和Wolfram|Alpha）拥有天文数据已经过十年。但现在的新内容是将天文计算完全整合到系统中。我们的天文计算能力是以我们的地理计算能力为模型的。但是天体计算要复杂得多。山岳不会移动（至少感觉上是静止的），但行星肯定会移动。相对论在地理学中也不重要，但在天文学中却很重要。在地球上，纬度和经度是描述事物位置的标准方式。但是在天文学中，特别是在一切都在移动的情况下，描述事物的位置要复杂得多。还有一个问题是物体"在哪里"，而不是物体看起来在哪里——因为从光传播延迟到地球大气层的折射等会造成影响。

代表天文物体所在的重要函数是AstroPosition。这里是火星现在的位置。

这个输出是什么意思？这是"此时此地"的位置。默认情况下，这个输出告诉我火星的方位角（与北方的角度）和高度（与地平线的角度），依据Here描述我在哪里，根据Now来*时间。但是，我怎样才能得到一个不那么"个性化"的 "火星在哪里 "的表述？因为即使我现在只是重新运算我之前的输入，我也会得到一个稍微不同的答案，而原因是地球的旋转。

其中一个思路是使用赤道坐标，这是基于一个以地球中心为中心但不随地球旋转的位置。(一个方向是由地球的自转轴定义的，另一个方向是春分时太阳所在的位置）。得到的结果是一个"天文学家友好"的火星赤经/赤纬位置：

这对一个陆地天文学家来说也许已经足够好了。但是，如果你想以一种不参考地球的方式来*火星的位置呢？在这种情况下你可以使用现在标准的ICRS框架，它以太阳系的质量中心为中心：

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