科学发现：勒维烈的科学依据

勒维烈在天文学上的重大发现，并不是因为他真有什么神机妙算，他只是依据前人发现的科学定律进行了谨慎的摸索。如果说他的发现是一座光芒万丈的灯塔，那么整个的天文学知识正是这灯塔脚下的高山。我们这里说的这个科学定律，是指艾萨克·牛顿（Isaac Newton）的万有引力定律。

如果读者已经阅读过本书前面关于光照的话题，那么现在对我们将要介绍的关于重力的讨论会比较容易理解。

每一个天体都具有引力，换句话说，每一个天体都在吸引着别的天体，这种引力有点像磁铁对于铁的引力。如果这些天体——这里我们指的是太阳系的那些行星——静止不动，也就是说它们停止了运行，那么它们将因为太阳的巨大引力而迅速地飞向太阳，最终将坠入太阳而成为一个天体。

但是，这一切之所以并没有发生，唯一的原因就是这些行星本身都在运动。行星本身的运动趋势跟太阳的引力合在一起，形成了一种联合的作用，导致这些行星只能环绕着太阳来运行。

这种情形可以用下面的例子来说明：假定在一张桌子的中间放了一个磁力很强的磁铁。这时假设在桌子上摆一个铁球，那么这个铁球立刻就会朝着磁铁的方向滚动过去。但是，如果我们事先使劲地滚动这个铁球，让铁球从磁铁旁边滚过去，这时我们会看到，铁球先是沿着直线的方向朝前滚动，但是由于它始终受到磁铁的引力，铁球于是就会偏离原先的直线，开始绕着磁铁滚动。

我们所看到的这种环绕运动，来自两方面的作用：第一是由于手的推动，使铁球首先获得直线运动；第二是来自磁铁的引力，它始终朝磁铁本身的方向吸引着铁球。

牛顿，这位伟大的英国科学家，是一个跨时代的科学巨人。他在二百多年前就证明，所有的行星都在环绕着太阳，沿着一定的轨道运行，这是两种力量共同作用的结果。首先是行星自身的运动，这是行星自身具有的惯性，如果这种运动不受干扰，那么它们将沿着直线飞越太空；另外是太阳的引力，它始终在干扰着行星的运动轨迹，迫使行星只能环绕着太阳自身来运行。(www.xing528.com)

牛顿还有进一步的发现。他成功地指出，根据行星环绕太阳运行一圈的时间，就可以精确地测算出太阳对这个星体的引力。这是因为，如果太阳对行星的引力作用大，那么这颗行星的运行速度就快，如果引力弱，那么行星的运行速度就慢。

做一个假设，如果太阳对地球的引力突然减小，其结果是地球围绕太阳公转的速度必然要减慢*。现在我们一年的天数是365天，如果地球绕太阳的运行速度减慢，一年的时间就会有更多的天数。

*这里指的是地球围绕太阳公转的角速度减慢，而地球公转的线速度并不会因为太阳引力的改变而改变。在太阳的引力减小而地球公转的线速度不变的情况下，地球公转的半径将会增加，轨道将会延长，因而其运行的角速度将减慢。

牛顿还为我们指出另外一个重要的规律——太阳对行星的引力与距离相关。行星离太阳距离越近，受到的引力越大，而随着离太阳距离的增加，行星受到的引力也会减弱。换句话说，那些距离遥远的行星受到太阳的引力要比近处的行星小。引力随距离增大而减小的程度，跟光线随距离增大而减弱有相同的规律，这个规律我们不久前刚刚讲过，即强度跟距离的平方成反比。这就是说，那些距太阳的距离与地球相比是2倍的行星，受到太阳的引力只是地球的1/4；如果某颗行星距离太阳的距离是地球的3倍，那么它受到的引力就是地球的1/9。以此类推，我们可以算出不同距离上的行星受到的引力。

这一重要的定律，适用于整个自然界，它是天文科学的基本定律，也是勒维烈发现新星的理论依据。