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金星尺寸及要素:金星与地球的惊人相似

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:有趣的是,在多个方面都与地球如此不同的金星,却在尺寸上与地球那么相近,以至于这两颗行星往往被认为是“双胞胎”。事实上,有人估算出了金星完成一周自转大约需要23小时22分钟,所以金星上的白天和黑夜应该只比地球上稍短一些。金星与地球重叠后的大小比较不同观测下的金星自转轴倾角,分别来自:1.施罗特;2.德维克和富尼埃;3.特鲁夫洛;4.斯基亚帕雷利。1841年左右,德维克认为金星的自转周期为23小时21分钟22秒。

金星尺寸及要素:金星与地球的惊人相似

有趣的是,在多个方面都与地球如此不同的金星,却在尺寸上与地球那么相近,以至于这两颗行星往往被认为是“双胞胎”。事实上,金星的直径为12 373千米,而我们地球的直径为12 756千米(1),这意味着它们的体积比为9︰10。金星在地球面前的轻微弱势在质量方面更加明显:组成金星的材料的密度为5(地球为5.52,水为单位1),金星的质量是地球的8/10。因此金星表面的重力强度比地球重力略小一点:地球上的1千克在金星上可能只有880克;但其实对于人类来说,到了金星上,身体重量也几乎感觉不到改变。

在很长一段时间里,人们以为金星与地球的相似性不止于此,还在于它们的自转周期。事实上,有人估算出了金星完成一周自转大约需要23小时22分钟,所以金星上的白天和黑夜应该只比地球上稍短一些。后来在1880年左右,所有这些概念突然被与之截然相反的观念所代替,金星变成了一个一半享有永恒白天而另一半陷入永恒黑暗的世界

金星与地球重叠后的大小比较

不同观测下的金星自转轴倾角,分别来自:1.施罗特;2.德维克和富尼埃;3.特鲁夫洛;4.斯基亚帕雷利。 Axe de la Terre:地球自转轴;Plan de l’orbite:轨道平面

由于现在仍然存在这两个对立的版本,所以我们有必要按时间脉络大致揭示这两种结果的得出过程。

卡西尼作为金星观测方面的先驱,于1666年称金星的自转周期为23小时15分钟,隔了大约60年后,比安奇尼却认为该运动的时长为24天8小时。施罗特随后得出的数字与卡西尼近似:23小时21分钟8秒。1841年左右,德维克认为金星的自转周期为23小时21分钟22秒。所有这些计算都是基于对金星上的斑点或不规则物的位移进行标记以及它们的周期性回归获得的。

在很长一段时间内,大家都一致同意由德维克给出的最终数值。事实上,这一数据因为计算者所进行的一系列极为漫长和细致的观察工作而显得更加可信。此外,这个数据也证实了前人的主要成果,并且更加精确化,但是我们应该要注意到比安奇尼所测得的与之矛盾的金星自转时长。

斯基亚帕雷利从1877年到1878年对金星进行了仔细研究,并宣称自己得出了与前辈们的发现相差更大的结果:金星并不是一个多少类似地球的快速自转的行星;相反,他观察到的斑点总是与相位的明暗界线保持一致。这样的表象只可能由自转与公转都在同样的时段内进行的缓慢运动导致——由此,星球朝向太阳的永远是同一个面。(www.xing528.com)

斯基亚帕雷利的结论并没有完全被接受。在同一时期,特鲁夫洛又确定了一个快速的自转周期:大约24小时5分钟。而在1897年左右,布伦纳先生给出了接近23小时57分钟36秒的数值。最近G.富尼埃先生测出的数值为大约22小时53分钟。

以上的例子已能说明问题。我们完全无须多做列举或再三强调我们所遇到的问题之棘手,毕竟那么多有分量的天文学家得出了如此明显互斥的结论,但我们注意到:支持慢速自转的人越来越多了;获得承认的金星形貌与慢速自转相符,而那些快速自转的拥趸者并不总能在观测中找到可印证其观点的证据。既然目前“225日”这一自转周期看起来最有可能,我们就该对此加以重视(2)

同自转一样,关于金星的自转轴倾角(3)也众说纷纭。比安奇尼认为是75度,这一角度意味着金星的姿势几乎就是卧在了轨道平面上,并会导致极大的季节差异。德维克将这一度数拉到了50度左右,这与最近G.富尼埃发现的轴倾角度数十分接近。斯基亚帕雷利反而认为角度接近垂直,这很可能也是基于大部分现代观测得出的结论。我们通常采信后者的数据,但当我们最后讨论金星世界可能的物理条件时,我们仍不会忽视其他假设。

(1) 现测定金星的直径约12 103.6千米,地球直径为12 742千米,金星体积相当于0.86个地球体积,其质量约为0.81个地球的质量。

(2) 现测定金星自转周期长达-243.02天(负号表示逆转,相对于地球自西向东的自转,逆转是自东向西),比其公转周期224.7天还要长。(数据来自高等教育出版社出版的《基础天文学》。)

(3) 现测定金星的自转轴倾角为2.64度。

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