第二世界科學發現的曆史(9)(1 / 3)

第二世界科學發現的曆史(9)

天王星

1781年3月13日深夜,赫歇爾和往常一樣,將自製的望遠鏡架在樓頂的平台上,指向預定目標——雙子星座。突然,視場內出現了一個略顯暗綠色的光點。凝神一看,似乎又是一個極小的圓麵。赫歇爾心中不禁怦然一動,敏銳的他馬上意識到:這絕不是恒星!他換上了倍數更大的目鏡觀察,結果發現這個圓麵又大了不少。

據此,他馬上斷定,所看到的天體一定是大陽係中的。對於恒星而言,不管多大的望遠鏡,也不可能把它放大成圓麵(隻能使星點更亮些)。第二天夜晚,他又把望遠鏡對準了這個目標,這個圓麵的位置已經稍稍變動了些。連續數日的觀測使他肯定了自己的判斷。

1986年象牙海岸發行的紀念

赫歇爾發現天王星的郵票為了慎重起見,4月26日,他還是先把它當作彗星,寫了一份名為《一顆彗星的報告》呈給英國皇家學院。赫歇爾在報告中指出,這顆闖入鏡頭的“新客”是一顆無尾彗星。他企圖用拋物線以及用極長的橢圓去表示新星的軌道,始終沒有成功。他後來發現這顆新星的軌道接近圓形,並算出它的半徑等於19個天文單位。至此,真相大白。威廉·赫歇爾發現的是太陽係中的新行星。

赫歇爾公布了這一發現後,科學界幾經遲疑,終於承認了這是一個新發現的行星。在此以前,長期以來人們公認土星是大陽係的邊緣,現在被確定為行星的天王星所代替。要打破這一邊界可不是件容易事情。赫歇爾的發現引起了非常大的轟動。

赫歇爾建議把他發現的這顆行星叫作喬治星,以紀念他的資助者——當時的英國國王喬治三世。這個提議遭到了其他天文學家的反對,他們建議用赫歇爾的名字命名。在激烈的爭論之後,大家一致同意依照行星命名的慣例,用希臘神話中的人物之名來命名這顆新發現的行星。

為保持一致,由波德首先提出把它稱為烏拉諾斯(Ura-nus)(天王星),因為在神話中天王是Sarurn(土星)的父親。這樣就使得Jupiter(木星)、Saturn(土星)和Uranus(天王星)子、父、祖父三代並列於太陽係中。但這樣的提法直到1850年才開始廣泛使用。一些科學家仍然把這顆星叫作赫歇爾,以紀念它的發現者。在相當長的時間內,天王星和赫歇爾兩個名字並存。

海王星

天王星被發現之後,為確定其軌道,天文學家對其位置作了數年之久的觀測,以確定其瞬時位置和運動速度。牛頓的運動定律和萬有引力定律準確描述了行星的繞日運動,因此用它便可預報行星和彗星的位置,隻要它們的軌道數據是已知的。然而天王星的運動卻出乎所料。

海王星(左)與天王星

(右)體積比較天王星的反常運行引起了天文學界的注意。有人懷疑萬有引力定律對於那些遠離地球的天體也許並不可靠。另一些人則提出,在天王星之外可能還有一顆未知的行星。而驗證後一種揣測惟一的辦法,就是運用天體力學將造成天王星攝動的新行星算出來。

最先從事這一工作的是英國的青年天文學家亞當斯。在劍橋大學讀書時,他就開始研究天王星的運行問題。亞當斯利用課餘時間進行了大量計算,並在大學畢業那一年得出了一個計算結果。大學畢業後,他成為劍橋的研究生,這期間亞當斯繼續改進他的計算結果,於1845年得出了新行星軌道的一個令人滿意的計算結果。

論文寫好後,亞當斯來到倫敦求見皇家天文學家艾裏,希望他能幫助確認這顆新行星。艾裏拒絕見這位年僅26歲的無名小輩,亞當斯隻得將自己的論文寫成了一篇摘要,請人轉交給艾裏。

之後,亞當斯又求助於劍橋大學天文台。當時的天文台台長沙利願意試一試,但他拖拖拉拉,直到1846年7月才開始進行觀測,而且由於他手頭沒有該天區完備的星圖,雖然兩次看到了這顆新行星也未能認出來。

就在亞當斯計算新行星軌道的同時,法國天文學家勒維烈也在進行同樣的工作。

1846年8月31日,他完成了對新行星軌道和大小的計算,寫出了“論使天王星運行失常的行星,它的質量、軌道和現在位置的決定”,其結論與亞當斯基本相同。

勒維烈將論文提交給了科學院,由於巴黎沒有那一天區的詳細星圖,他又於當年9月18日將論文寄給了柏林天文台的天文學家加勒。9月23日,加勒收到了勒維烈的論文和信,當天晚上就將望遠鏡對準了勒維烈所說的天區,他仔細地記下了他所觀察到的每一顆星,然後將新記錄的諸星與不久前剛得到的一張詳細的星圖進行比較,發現在勒維烈所說的位置以外52角秒的地方有一顆星是星圖上所沒有的。為了可靠起見,第二天晚上他又仔細地進行了觀察,發現這顆星果然移動了70角秒,正與勒維烈所預言的每天移動69角秒相符合。就這樣,又一顆行星被發現了!

柏林天文台發現新行星的消息傳到英國,引起了皇家天文台台長艾裏的震驚,他馬上從資料堆裏找出了勒維烈的論文摘要,才知道亞當斯早就給出了同樣準確的預言。於是,他馬上發表了這份一年前交給他的論文摘要,使科學界得以知道事情的真相。

太陽黑子周期

太陽活動周期的發現者不是天文學家,而是德國一位名叫亨利·施瓦布的天文愛好者。施瓦布的職業是藥劑師,但他卻是一個狂熱而勤奮的天文迷。

19世紀初期,英國天文學家赫歇爾剛剛發現天王星,許多天文學家就開始懷疑,在水星軌道之內、離太陽很近的地方還有一顆尚未發現的大行星,它的存在使水星的運動呈現出異常狀況,他們將之稱為火神星。

科學工作者利用

儀器觀測太陽黑子許多人天文學家和天文愛好者都想成為這顆火神星的發現者,施瓦布也是其中極熱心的一個。他從1826年開始對太陽進行觀測,想利用火神星淩日的機會發現它。隻要天氣晴朗,他的觀測從不間斷。