哈雷:揭开“扫把星”的神秘面纱
在广阔的空间里,有这样一个类星体,它看起来像一个云团。当球靠近太阳时,它被太阳风吹走,在太阳后面变成一条长尾巴。在古代,科学技术还不发达,所以人们称这种扫帚状的星星为“扫帚星”。
生活中经常提到扫把星,尤其是骂人的时候。说某人是流氓就是说他不仅不走运,而且他周围的人也不走运。
事实上,hoodoo只是一个昵称,它的学名是comet,它的长尾巴叫做comet tail。(注1)在太阳系中,有大型行星、小行星、恒星、卫星、彗星等,它们根据各自的轨道运行。彗星只是其中之一。
彗星图
尽管太阳系中有许多彗星,大的或小的,亮的或暗的,但地球上只有一颗肉眼可见的短周期彗星。所谓的短周期彗星是指绕太阳运行不到200年的彗星。世界上所有国家都记录了这颗短周期彗星。中国的官方记录可以追溯到公元前1057年,被称为世界上最早的彗星记录。
然而,这些记录仅仅停留在笔记的层面,没有深入的研究和分析。这种情况一直持续到17世纪。第一个揭开巫术之谜的人是英国科学家哈利。
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公元1682年8月初,在被称为“世界音乐之城”的欧洲城市维也纳,人们谣传说,这个月扫把星将“造访”地球,世界末日即将来临。
当月11日,维也纳发生地震,造成多人伤亡。人们更加相信扫把星会带来灾难。结果,一些在地震中幸存的公民选择了自杀,一些选择了在一个醉酒的梦中死去。
欧洲天文学家不相信这种说法。哈雷对这个扫把星非常感兴趣。8月18日,一只带尾巴的扫把出现在天空。哈利藏在院子里,仔细观察着。在接下来的几天里,他详细记录了扫帚星的位置及其在星空中的变化路线。“这颗又长又可怕又迷信的恒星漂移到了太阳系,跑到了太阳那里,在那里呆了一会儿,然后迅速而神秘地飞走了。它遵循运动定律吗?它会回来吗?”哈雷一边录音一边自言自语。
哈雷肖像
当然,哈雷记录了这颗恒星的名字,不是彗星,而是彗星。
“看来这家伙不是第一次靠近太阳了!”哈雷脑子里有这个想法。为了证明这个想法,他致力于观察彗星。半个月后,哈雷向欧洲科学家宣布,这颗彗星将在1758年底或1759年初返回空中,间隔为76至77年。
哈雷彗星地图
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一块石头激起千层浪。哈雷的预测在欧洲引起了巨大的轰动。许多人反对它,只有一个例外:著名科学家牛顿。
“与其等待70多年来证实这一预测,还不如检查过去的记录。也许这家伙以前经常出现在空中!”牛顿提出了一个非常有用的建议。
"这种愚蠢的方法似乎奏效了。"哈利说。
“最愚蠢的方法往往是最有效的方法。尽管工作量很大,但确实值得一试。”牛顿鼓励道。
所以哈雷开始寻找这颗彗星的可靠记录。这项工作看似简单,但实际上非常困难,因为他想把这些记录转换成精确描绘的星图,然后从三个不同点的可靠观测资料中确定彗星星的位置,最后看看它是否经过同一条路线。
花开花落,年复一年,哈雷的胡须一个接一个地生长,但是没有发现这颗彗星的记录。
那些努力工作的人,天堂不辜负他们。21年后,哈雷最终发现了可靠的信息,天文学家开普勒在1607年观测到的一颗彗星与1682年描述的彗星一致。这两次事件之间的间隔是75年,非常接近最初预测的76或77年。
天文学家开普勒
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“祝贺你。”我的好朋友牛顿说,“这可能是巧合吗?我们不这么认为,但世界肯定会。”
“这很有道理。”为此,哈雷决定继续向前检查。换句话说,75、76或77年是从1607年开始计算的。
几年后,哈雷终于在距公元1607年76年的公元1531年发现了这颗彗星的历史记录。过了一段时间,他发现这颗星出现在公元1456年,与之前的记录(公元1531年)相差75年。
由于觉得有足够的证据,哈雷最终向全世界的科学界公开宣布,他在公元1682年观察到的彗星将在公元1758年底或1759年初再次出现在天空中。我们可以等着瞧。我们只能确定近似时间的原因是,当它接近木星时,它会被彼此的引力“阻挡”。(附注3)
宣布这一消息后,哈雷突然意识到至少需要50年来证明这一预测。那时候,他和牛顿都超过100岁了,而且早已不在人世。所以哈雷带着幽默和苦笑对他的朋友们说:“如果彗星真的在那时出现在天空中预定的位置,后代应该承认这是英国人的发现。”
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时光飞逝,哈利和牛顿变老了。牛顿死于公元1727年。老人哈雷独自躺在星空下,想象着彗星带着长长的尾巴在漫长而孤独的旅程中飞驰。
牛顿
“如果把世界比作天空中的一颗星,那么我宁愿成为彗星,让别人在几年后研究我。”1742年1月14日,哈雷对着星空对自己说,然后永远闭上了眼睛。
1759年3月13日晚,一颗明亮的长尾巴星出现在星空中。这正是哈雷彗星所预言的。此时,哈雷已经去世16年了。
全世界的天文学家都对哈雷的预测感到震惊。由于这个原因,科学家将这颗星命名为哈雷彗星,并认为它的轨道正是哈雷测量的扁椭圆。
哈雷彗星的轨道是一个扁平的椭圆
从那时起,人们知道在广阔的太阳系中还有另一种质量非常小、尾巴非常长的恒星,那就是彗星。科学家进一步发现,宇宙中有许多彗星,但只能观测到大约1600颗。
根据哈雷死前的预测,哈雷彗星分别于1835年、1910年和1986年再次出现在天空。目前,根据天文学家的准确推测,哈雷彗星将于2061年7月28日再次出现在天空。(附注4)
人们通过哈雷彗星认识到彗星实际上是和地球、月亮、水星等一样的恒星。它和其他恒星的最大区别是它有一条很长的尾巴。
当然,人们再也不会称彗星为“扫把星”。
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文章注释:
注1:彗星根据其运行周期可分为周期彗星和非周期彗星。周期性彗星分为长周期彗星和短周期彗星。短周期彗星是指绕太阳公转周期不到200年的彗星。地球上的人类肉眼只能看到一颗短周期彗星,即所谓的“扫帚星”。
注2:彗星主要由冻结的物质和尘埃凝结而成,所以当它们远离太阳时非常小。当接近太阳时,彗星的尾巴变长,体积变得非常大。彗星通常有数千万公里的尾巴,最长的长达数亿公里。
注3:木星是太阳的八大行星之一,位于火星和土星之间。木星的引力是地球的2.5倍。可以说,一个地球人在木星表面上就像携带了90公斤的重量。这种引力会影响最近的小行星或彗星。最新的研究表明,它也会影响地球的气候。
注4:根据哈雷的观察和计算,哈雷彗星出现在1531607-1681759-1831910-1982061年。因此,哈雷彗星的平均公转周期是75或76年。