如果和地球公轉軌跡對應的另一面有另外一個星球，科學家是否能觀察到？
大概設定是有一個星球（質量、大小和地球一樣，看成另外一個地球吧），和地球繞太陽公轉的軌跡一樣，且始終與地球形成視覺死角（中間隔著太陽），那麼科學家是否能觀察到有這個星球存在？依據是？
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更新：應大家的強烈要求，我就嘗試用高端一點軟體模擬。嗯，就用Universe Sanbox2 (宇宙沙盒2) 來嘗試一下。 在此歡迎廣大知乎程序員自己寫代碼模擬一下更精確的模型，並分享結果。
首先，我們假設有一個簡單的系統，太陽在中心，地球在太陽兩端對稱分布，引入木星作為外擾源。那麼，這個系統會怎麼運動呢？
1，先上質量對比圖，這下不是三體了吧？從左到右依次太陽，木星，地球1，地球2.
首先設置一下，地球1，和地球2（紅色圈內）繞太陽均勻分布，繞轉都為逆時針，離太陽1AU（1.5億公里），木星（藍色圈）在稍遠距離之外，為5.2AU。默認是圓形軌道，如果橢圓設置參數太多了。所以這個模擬只能形象說明，不能完全反映真實情況。
如下，剛開始運動之後，兩個地球會同時運轉，這時候它們幾乎是完全對稱的。（溫馨提示，點擊可以看大圖）
再看軌道，地球軌道藍色，木星軌道黃色。兩個地球軌道重合。
我們的地球兄弟開始了賽跑比賽，這是第一圈（年）之後的軌跡圖。基本上還是對稱的。紅圈內是地球，在這裡是個非常小的光點。
11年後，兩個地球和太陽的位置就不對稱了。注意，太陽也往上方稍微運動了一點。
20年之後，這下大家可以很清楚的看到兩個地球的相對位置發生改變了吧？
雖然太陽質量很大，但是和行星的作用也會使得太陽軌跡產生很小的扭轉，具體來看，這是太陽繞太陽-木星質心的運動，地球作用可以忽略。
33年之後，兩個地球還在互相靠近。
54.7年之後，兩地球和太陽連線夾角接近90度。
注意到這時候兩個地球的軌道發生偏移。形成了兩個獨立軌道。
100年之後，兩個地球夾角已經小於90度。但是，兩個軌道是不重合的，所以不會相撞。
之後兩個地球會相互遠離，夾角增加。如116年之後：
1000年之後，兩個地球軌道偏差已經很大了。
1萬年之後，兩兄弟覺得日子沒法子一起過了，開始分家。
6萬年之後，終於第一次完全分成兩個軌道
10萬年之後，兩個軌道分離在整個太陽系也非常顯著了。
10萬年到20萬年之間，兩兄弟的軌道還有時候會有交集。好像是外面一個圈繞著裡面的圈跑。
30萬年，偏心率越來越大。
52萬年之後，兩個軌道已經完全分開了。
100萬年之後，兩個地球成為獨立的兩個行星，各自有各自的橢圓軌道。內層軌道偏心率小一點。
由於數值誤差的累積，已經沒有繼續進行計算的必要了。但是我還是好奇3百萬年之後會發生什麼？
接下來兩百萬年里，兩個地球的軌道似乎已經穩定了。如下圖，接近太陽的地球近日點在0.66AU，遠日點在0.96 AU。遠離太陽的地球近日點在0.96AU，遠日點在1.6AU。換句話說，接近太陽的地球有可能撞上金星，遠離的地球可能撞上火星。
不得不說，如果突然在太陽對面出現了另外一個和地球相似的星球，對兩球人民來說看上去都不是好消息。。。
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原答案：
首先，這顆行星不存在。迄今為止，人類探測器已經把太陽大部分有意思的主要天體都訪問過了，如果這顆行星真的存在的話，那麼它被發現是非常容易的，雖然我們不能直接觀測，但是它會對周邊天體產生引力影響，很容易被觀測到。
太陽系行星軌道上一般只有一顆主要行星（除了小行星帶）。但是這不是說一個軌道上就只有一個天體。在木星軌道上，和太陽交角相差60度的左右兩方向，都發現大量的小行星，稱為特洛伊天體。地球，火星，海王星都有特洛伊天體的發現。這裡我們探討下為什麼題主提出的第二地球不存在，以及為什麼會有這些特洛伊天體。
像題主這樣要求的和地球質量相當的行星可以存在，而且受力平衡，但是，並不能夠穩定的存在。只有有一丁點其他行星擾動，兩顆行星便會脫離這個平衡狀態。
我們做一個最簡單的受力分析就可以了。如下圖，當兩個地球繞太陽對稱分布的時候，系統是穩定的，但是一旦另一個地球有稍微一點點飄移，那麼地球和另一個地球之間的吸引力會使得另一個地球往外飄，越飄移地球的漂移分力會越顯著。
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我們做一個最簡單的數值模擬，僅僅為示意，確實這個模擬是非常簡陋的，因為按真實條件模擬我到現在還沒有找到合適的軟體，如果有同學有條件可以模擬一下：
My Solar System 2.04
如下圖，假設「太陽」質量為1000，兩個「地球」質量為10，在一開始設置它們距離相等，速度相等。注意地球1(紫紅色）y位置為0.
然後運行，如下圖，我們看到一個相對對稱的軌道圖線，由於實際中太陽質量遠大於數值模擬，所以這兩個軌道會高度重合。
假設由於其他天體擾動，地球1的坐標y變成1
繼續運行，我們發現，一開始影響相當小，但是很快就出現偏差，不到一會兒，地球1更往外跑而地球2更往裡面跑。結果很快就分開了。這是由於整個系統是不穩定系統導致的。
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如下圖，考慮黃道面，僅考慮太陽-地球系統，太陽和地球會形成兩個巨大的引力勢阱。在太陽和地球相對不動的條件下，我們可以得到日地系統的有效勢能圖（注意和引力勢區別，此處多了一個天體運動帶來的的「離心勢能」)。如果你學過拉格朗日點的話，就知道在5個點上，引力正好能夠完全提供向心力，使得這些點上的物體能繞太陽公轉。然而，這些點雖然受力平衡，但卻不能穩定停留任何天體。如下圖所示，可見，拉格朗日點雖然受力平衡，但是對於質點來說，都是有效勢能最大值位置，我們知道勢能大的地方是不穩定的，所以在拉格朗日點附近的天體都不能穩定。只要有稍微的擾動，物體會立刻離開拉格朗日點。這個解釋也很簡單，比如我們假設一個物體處在L1點，一開始，太陽引力減去地球引力正好提供了全部的向心力，使得它能夠穩定繞太陽公轉，但是只要它稍微偏向太陽，那麼它受到的太陽的引力會增強，而地球引力會減弱，所以它會立馬跑向太陽；反之就會偏向地球。L2, L3點上的物體也是類似，它的向心力由太陽和地球引力一起加起來，才能維持在L2, L3點，只要稍有變化，立馬會偏向太陽或者遠離。
(三維勢能圖)
(二維有效勢能圖，越偏紅/紫勢能越高，越偏藍/白勢能越低，一般勢能高點就像山頂一樣，很容易往勢能低點下落)
L4和L5處在與太陽和地球正好成等邊三角形的位置。由於太陽和地球的引力作用，這些點上的物體雖然同是受到兩個力，但是這兩個力的合力卻恰恰指向太陽-地球系統的質心，從而保持平衡。
但是，L4和L5雖然原則上不穩定，但是如果我們考慮地球繞太陽轉。所以L4, L5也會轉動，這樣它會存在一個額外的科里奧利力。在轉動坐標系下，科里奧利力會使得L4,L5附近物體運動軌跡不停地偏轉，最終會使得小質量物體的軌道會不斷在L4, L5 附近繞圈圈，最終停留在L4,L5 附近。但是小天體質量必須很小，最高不能超過行星質量的1/24.5，這也是特洛伊天體存在的原因。
L4點小天體軌道的數值模擬：
具體的穩定解，關於24.5這個倍數的推導，參見如下文獻：
http://map.gsfc.nasa.gov/ContentMedia/lagrange.pdf
雖然L1， L2 點不穩定，但是對太空望遠鏡，來說非常重要。L1點適合觀測太陽，而L2點適合觀測宇宙。所以相當多望遠鏡都會停留這兩個點，為了保持穩定，它們都採取繞L1, L2點的軌道，靠著科里奧利力來保持穩定。但是也需要適當微調。
起源號是觀測太陽粒子的衛星。它採用了L1點的周期性的暈輪軌道Halo Obit，來保證穩定。
Herschel 衛星和下一代太空望遠鏡JWST都採用L2點利薩如軌道（Lissajous orbit） ，其軌道水平豎直投影如下，實際中這些軌道都要考慮太陽，地球，月亮和其他行星的影響，爭取能夠更多的利用引力來維持軌道穩定，需要大量的科學計算取最優解：
更多參考：
Bo Zhang』s Homepage " 環繞拉格朗日點的軌道————————————————————
當然能
間接觀察：計算其他行星的軌道攝動發現那裡貌似有東西
直接觀察：各種金星火星探測器幾十年前就滿天飛了，弄個探測器去拍個照片多輕鬆。
軌道計算。計算其他星球的軌道攝動，可以預測其星球的質量和軌道。海王星就是先算出來的，又過了好多年才被觀測到。
最神奇的莫非是直接看到。
啥，別以為不可能。太陽巨大的引力足以引起空間彎曲，使光線偏轉。以至於一些在太陽背面的星球也可以被觀測到。
當然，太陽太亮了，你對著太陽不可能看的那麼暗的一塊小星星。但是，還有一個神奇的機會，叫做日全食。
當年為了證實愛因斯坦的相對論，就派出了兩隻觀測隊，遠赴非洲。趁著一次難遇的日全食的機會觀測到了本應在太陽後面的一顆星星。證明了光是可以扭轉的～
唯有愛和引力作用無法隱藏。
結論，能觀察得到：看一下地球繞日軌道，由春分點到秋分點時長約為186天，由秋分點到春分點時長約為179天，在我們的春分點，兩個地球和太陽沒有共線，其實由於地球繞日軌道是橢圓，三者大部分時間都不共線，一旦三者形成的三角形的長邊上的高大於太陽半徑，就可以觀察到了，即使直接觀察不到，日全食的時候也能觀察得到。
海王星幾百年前就是靠引力算出來的，要是真有這個，幾百年前就發現了，根本輪不到發衛星
會對金星運行產生細微影響，不發射衛星，計算也可以發現
實際上，在太陽系內外，有相當多的行星是通過計算預測到的。
不可能。其實很簡單，地球在近日點的角速度比在遠日點的大，所以如果影子地球想一直被太陽遮擋，那麼它在近日點的角速度應該小(此時地球在遠日點)，遠日點角速度反而大(此時地球在近日點)。這是不可能的。具體可以去看開普勒第二定律。
端腦過來的吧 你想想如果真是那樣,那人們千萬別亂動,千萬別發射衛星或者被其他小天體撞到,影響了一點點公轉那就是滅頂之災,直接追尾了.
高中知識可以解釋…地球看不到另一個地球等價於太陽一直處於兩個地球的連線上…所以等價於兩個地球的角速度時刻保持相同…由於V=Wr當一個地球處於近日點時線速度快…角速度也快…而另一個地球線速度慢一些，角速度也慢一些…導出了矛盾
完全相同的軌道根據開普勒第二定律應該不可能了。如果是軌跡全等，但是一個以太陽為左焦點，一個為右焦點呢？兩顆行星的連線始終過太陽/
看了好多大神的回答，感覺自己想得太簡單了。把太陽作為參考系開始就有風險。這就當一個小問題吧。我學習大神回答去了。
記得小時候看藍貓淘氣三千問就有這麼一集科普，這是一個很古老並且已經有詳細解答的問題了呀。
光線在經過大星體時會發生彎曲，，所以，中間隔了一個太陽並沒什麼用
你要說古代人不知道無可后妃，就像托勒密假設的，地球的對面也有一顆行星，叫「對地」，但是現代科技怎麼可能看不到，就算他是一個太初黑洞（宇宙早期形成的很小的黑洞）也能透過萬有引力發現它，引力有這樣兩個性質：他總是吸引的，不像核力時而吸引時而排斥，它能作用到大尺度上去
不明白最多贊的回答有什麼意義，難道滿天飛的探測器去各個行星的時候在地球與太陽的連線上跑？
算都算得出來。
更別說現在那麼多工具（空間探測器）。可以。計算軌道。地球A受到來自太陽和地球B的引力軌道半徑比正常的小
簡單的回答：三體問題不存在這樣的解。（我不是《三體》fan）
注1：評論說有，然而這樣的系統很容易受到攝動而崩潰；
注2：很多人以為三體問題討論的是三個質量相近的天體（也許是大劉的鍋？我沒看過不清楚），然而並不是。
三體問題是天體力學中的基本力學模型。
它是指三個質量、初始位置和初始速度都是任意的可視為質點的天體，在相互之間萬有引力的作用下的運動規律問題。
現在已知，三體問題不能精確求解，即無法預測所有三體問題的數學情景，只有幾種特殊情況已研究。
例如太陽系中，考慮太陽，地球和月球的運動，它們彼此以萬有引力相吸引，若假設三個星球都可假設為質點，並且忽略其他星球的引力，太陽，地球和月球的運動即可以視為三體問題。
——維基百科
在地球上肯定觀測不到，如果行星運行速度周期角度和地球相仿的話，無法通過觀測知道
但是可以通過引力和磁場的計算做到
衛星都是死的嗎？…
呃………………行星的公轉軌道不是一個平面。
不會畫圖，請各位依據描述想像：太陽在前面高速賓士，經過的區域形成放射型真空區。太陽是頭，後面有個圓錐形。太陽的行星們在這個圓錐內依次排開，在自己的軌道上各自身不由己的公轉並自轉著。
所謂的太陽背面，是整個太陽系的前方，那裡沒有屬於太陽的行星。（非專業，謬誤之處請指正）
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