首页 理论教育 太阳系中被忽视的星体:咖啡杯里的宇宙

太阳系中被忽视的星体:咖啡杯里的宇宙

时间:2023-10-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:1781年,人们已经公认太阳是宇宙的中心,并且围绕着它的有六术的发展,后来威廉·赫歇尔又观测到了天王星,并将其加入行星列表中。因此,赫歇尔在1783年向皇家天文协会致信,他写道:“通过欧洲最杰出的天文学家们的观测,我有幸能够在1781年3月向大家表明,这颗最新被发现的星体,是我们太阳系中的主要行星之一。”但天王星与众不同,它是一颗违背了行星绕太阳公转规则的行星。

太阳系中被忽视的星体:咖啡杯里的宇宙

1781年,人们已经公认太阳是宇宙的中心,并且围绕着它的有六术的发展,后来威廉·赫歇尔又观测到了天王星,并将其加入行星列表中。

赫歇尔与我们之前提到过的众多天文学家不同,他直到快40岁时才开始对天空进行观测。不过,终其一生他都以音乐家的身份过活。在赫歇尔投身于这个新的天文爱好十年以后,他发现了一颗行星。这个速度已经够快的了……不得不提的还有赫歇尔从他的妹妹卡洛琳那里得到的宝贵帮助。在观测期间,卡洛琳发现了多个彗星,并于1828年成为历史上第一位获得皇家天文协会金牌的女性。

事实上,在赫歇尔之前天王星就已经被观测到过。然而,它的亮度过于微弱,运行轨道很广且移动速度较慢,以至于很少有人发现它与其他星体之间产生的位置变化,很容易将天王星与其他星体混淆。

赫歇尔之所以可以将天王星与恒星[1]区分开来,是因为他分别使用了460倍与932倍的不同透镜来进行观测。(请记住,伽利略望远镜在17世纪只有30倍的放大功效。)通过对比,赫歇尔发现,当放大932倍时,天王星变得更大了,而背景中的其他星体由于太过遥远并没有显示出什么差别(如下图所示)。

虽然赫歇尔并未观测到这个星体的彗尾(彗星运行过程中的气态路径),但他还是认为找到的是一颗彗星,并将其坐标发送给了皇家天文协会的科学家。

这一新发现的消息很快在整个欧洲散播开来,天文学家们纷纷将望远镜对准赫歇尔所观测的方位。不过,人们并没有看到彗星。

俄罗斯天文学家安德斯·约翰·莱克塞尔与德国天文学家约翰·埃尔特·波得通过观察发现这个最新发现的星体的轨道是圆形的,且其范围超过了土星。这也就排除了它是彗星的可能,因为正如我们之前所知道的那样,彗星在围绕太阳运行时其轨道的椭圆曲率是非常大的。

因此,赫歇尔在1783年向皇家天文协会致信,他写道:“通过欧洲最杰出的天文学家们的观测,我有幸能够在1781年3月向大家表明,这颗最新被发现的星体,是我们太阳系中的主要行星之一。”

数年后的1787年,赫歇尔发现了天王星的两颗卫星,并且有一个显著的特征引起了他的注意。在他当时的视角中,“卫星与天王星的赤道形成了巨大的夹角”,但他无从知晓其原因。直到1912年,人们才发现这是天王星的“障眼法”,实际上天王星的卫星们就是在围绕其赤道旋转。

“那天王星是如何使用障眼法的呢?”

前文中提到,地轴有一个23°的倾斜角,这样的旋转角度使得地球上有四季变化。有些行星的倾斜角更大一些,而也有的相对较小。水星金星木星几乎是垂直绕太阳旋转的,而其他行星的轴倾斜角大概在25°左右。(www.xing528.com)

但天王星与众不同,它是一颗违背了行星绕太阳公转规则的行星。其轴倾斜角接近98°,这也就意味着,如果其他星体如同芭蕾舞者般绕一个中心优雅地转圈,天王星就是在随意地翻滚。

这颗行星在数千年间都没有名字,所以在被发现后人们觉得应该给它冠以一个与之匹配的名字。这个名字要能够代表宇宙的宏伟,要折射出在具备发现这个行星的能力前,数千年来人们在天文学方面的成就……然而,赫歇尔简单地给它取名为“乔治”,这触怒了众人,而他的说辞是:

在被神话思想统治的古代,水星、金星、火星、木星和土星[2]是根据神话故事中主要的神灵和英雄的名字命名。而现今是一个哲学思想当道的时代,若是继续采用类似朱诺、帕拉斯、阿波罗或密涅瓦这样的名字来给新发现的天体命名,反而不合时宜。具有特殊性或重大意义的事件发生时,普遍会先考虑其所属的年代。如果在未来某个人问起:“这个行星是什么时候被发现的?”回答:“是在国王乔治三世执政时期。”这是一个多么合理的说法。

不过,我个人认为赫歇尔此举只是献媚于国王而已。当时,乔治三世每年发给赫歇尔200英镑(在那个年代是相当可观的一笔薪水),让他搬到温莎城居住,以便王室成员可以时不时地用他的望远镜进行观星活动。

幸运的是,“乔治之星”及“乔治行星”的名字并不被大众认可,特别是在英国以外的国家。

面对普遍性的非议,人们提议给这颗行星重新命名。虽然还是有人在名字中加入国家的元素,如“尼普顿[3]乔治三世”或“大不列颠尼普顿”,候选列表中也出现了类似“赫歇尔或尼普顿”这样的名字,但最终参与证实新行星存在的德国科学家提议命名为“乌拉诺斯”[4],这是古希腊神话中萨图恩之子的名字,得到了人们的认可。

[1]  这里的恒星,指的是其他遥远星系的恒星。——译者注

[2]  上述行星分别由罗马神话人物墨丘利维纳斯、马尔斯、丘比特和萨图恩的名字命名。——译者注

[3]  尼普顿,即海王星。——译者注

[4]  乌拉诺斯,即天王星。——译者注

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈