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春季夜空中的发现与巧合 精选

已有 6265 次阅读 2015-3-17 09:15 |系统分类:科普集锦|关键词:学者| 冥王星, 赫歇耳, 汤博, 天王星

夜空中原本应该繁星闪烁。

一般来说,人们在晴朗的夜空凭肉眼可以看到上千颗、多则几千颗星星。但不知从何时起,身处城市中的我们已经失去了这个“奢侈”的权利:有多少人从未见识过浩瀚的银河?有多少孩子无缘一睹“传说”中的流星?上次你看到北极星是什么时候?… 在日益严重的城市夜空光污染和大气污染的双重作用下,寥寥几颗寒星点缀的夜空让人失去了兴趣,模糊了童年的记忆,也遮蔽了每个人与生俱来仰望星空的好奇心…

我以为,星空不仅展示着宇宙空间的浩渺无垠,更为神奇的是她向我们揭示着宇宙的过去,甚至是时间本身。时空交错中蕴藏着无穷的奥秘,曾经也必将继续点亮了一代又一代孩子好奇的眼眸。

日历翻到了3月13日,对天文学来说这是个特别的日子。

1781年3月13日的一个夜晚,德裔英国的业余天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel 1738-1822)像往常一样,利用音乐演出前的空闲时间进行观测。其实他是一个来自德国军队并且厌恶战争的职业音乐家,逃到英国后,在西南部巴斯城的巴斯大教堂担任管风琴师,经常要负责指挥或演出任务。同时他还是一名音乐教师,每周在家辅导几十名学习音乐的学生。忙碌的生活使他无暇自顾,幸好同样擅长音乐的妹妹卡罗琳(Caroline Herschel 1750—1848从德国赶来并担任他的助手和管家。

虽然是音乐家,但赫歇耳却相当痴迷于制作望远镜,达到了废寝忘食的地步。通过对光学和数学的掌握,并凭借精良的设计和扎实细致的工艺,独立制作了许多在当时世界领先的望远镜。不是伽利略式的透镜望远镜,而是牛顿发明的反射式望远镜,这种望远镜主要不依赖玻璃的折射,镜的反射面用金属制成,因而重量轻而又消除了色差赫歇耳在一栋典型的乔治风格的普通联排住宅内,把各个房间改造成了制作望远镜的作坊,由于要实验不同合金的组成与比例,用于反射面材料,一度还在厨房发生熔炉飞溅的事故,所幸无人受伤。

这天晚上,他把自己三年前制作完成的那架直径 6.2 英寸、焦距 7 英尺的反射式望远镜对准了离双子座不远的一小块天区时,忽然发现在星座背景中,有一个从未观测过的凸面球状星体。开始他以为是恒星,但怎么看又不像,因为还没有哪个恒星可以看到凸起的球面,在提高了放大倍率后球面的一团更清晰了,他相信自己发现了一颗新星,但他有些犹豫,持续地几天观测,在317日的笔记上,他这样写道:我找到一颗彗星或星云状的星,由于其位置变化应该是一颗彗星,即使它与已知的彗星也与很大不同,赫歇尔也不敢说这是一颗行星,宁愿承认是一颗彗星。因为自古以来,人们都知道除去地球外只有五大行星,并且它们都可以用肉眼看到。

           

又经过一段观测后,威廉·赫歇尔和一些其他天文学家终于确定这是一颗行星,就是太阳系第七颗行星的天王星,这是几千年以来发现的又一颗行星,也是第一颗借助望远镜发现的行星。这个轰动的消息立刻通过报纸传遍了欧洲。英国国王乔治三世召见赫歇耳,参观他自制的望远镜,给予奖赏并邀请他成为国王的私人天文学家。赫歇尔也把这颗星命名为乔治星。但显然他的这个命名在英国外的欧洲并不受欢迎,后来德国天文学家约翰·波得根据土星的命名方式,提出用希腊神话的尤拉纳斯,即“天空之神”,最终被广泛地接受了,天王星(Uranus)成为通用的名称。

其实天王星在威廉·赫歇尔的发现前曾被记录了二十几次,但都与真正的发现擦肩而过了,正是威廉·赫歇尔凭着难以想象的努力制作了当时世界上精度最高的望远镜,并不懈的观测才做出了重大的突破,扩展了太阳系的疆域。这绝不是单单偶然的幸运。威廉·赫歇尔一生的贡献还有很多:50多年的观测总共计数了117600颗星星。不仅发现了新行星,他还用统计法首次确认了银河系扁平圆盘模型,以及发现土星环的旋转和卫星,观察了双星的运动,被誉为恒星天文学之父。另外他在研究太阳辐射时还无意中发现存在一种看不见的热作用射线——红外线,并开创了天文学的彩色光度学研究。

妹妹卡罗琳·赫歇尔不仅早期在音乐方面与兄长合作演出,后来在工作与生活中又成为兄长的助手,一直不断向他学习,也成为一位天文学家。她独立发现了14个星云和8颗彗星。不仅如此,威廉·赫歇尔的儿子约翰·赫歇尔也是一位重要的天文学家,有许多贡献,比如曾在好望角测定南半球的星空,我国清末李善兰翻译的天文著作《谈天》正是他的大作,这儿暂不多谈了。总之,正是赫歇耳一家的探寻与发现,使他们成为十九世纪天文学家中颇具代表性的人物。

威廉·赫歇尔42岁发现天王星,于即将 84岁生日前去世,而84年正是天王星的公转周期。在1981年,天王星发现200周年时,他们在巴斯这座著名度假城市的故居被作为博物馆开放,里面就有他在313日晚上使用的那台望远镜的模型。

巧合的是,1930年,年轻的罗威尔天文台助理克莱德·汤博(Clyde Tombaugh 1906 – 1997),根据天文台的创始人——天文学家帕西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell 18551916)等人的预测,经过一年多艰苦的寻找,利用一种照片闪视比较法,他发现了太阳系第九大行星冥王星。据说汤博并没有刻意选择,刚好是在313日这天向全世界宣布了这个重大的发现。当然大家都知道,2006年冥王星又被降为矮行星,引起了广泛的争论,也有许多趣闻

 

汤博发现之后,新行星命名时,一个英国小女孩的建议被采纳,是希腊神话中冥王(Pluto)。同时前两个字母PL是帕西瓦尔·罗威尔姓名的缩写,而罗威尔的生日正好也是313日。

蛮有趣是吧,还有点儿神秘主义的色彩,想必是因为沾了相同星座的边儿吧,什么座?当然是外太阳系行星座呗——玩笑而已。还是请相信哲学家的话吧:没有所谓的巧合,偶然之中有必然。

 




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