火星很快將在天空中“逆行運動”

這個週末,當它開始在春天的天空中迂迴曲折時,你可以抬頭看看明亮的火星。在短短5周半的時間裡,火星將在2003年8月以來離地球最近的一次接近。本週可以在午夜前看到這顆紅色的行星,它位於東南偏東的低空,幾乎與木星相匹配,閃耀著明亮的光芒,就像一顆黃色的灰燼。而且火星在過去的每一個星期裡都是如此的明亮。如果你從新年開始就一直在跟蹤火星,你可能會記得,那時,它正閃耀在天秤座的黃道帶,也就是秤上。當時距離地球1.81億英里(2.92億公里)。

火星很快將在天空中“逆行運動”

相比之下,到下週末,火星與地球的距離將減少到4230萬英里(6820萬公里);它現在的亮度是今年年初的25倍。同樣從1月1日起,火星在黃道帶的背景恆星中沿著偏東路線前進。它目前生活在摩羯座的黃道星座,也就是海山羊。但到了6月28日,這一穩定的東進路線將戛然而止。實際上自6月初以來,火星的東移軌跡似乎有所放緩,幾乎像是在搖擺,似乎已經變得不確定。最後,在6月28日,它將短暫地暫停。然後,在接下來的兩個月裡,它將在天空中逆行,並在恆星的背景下——向西移動。8月28日地球將再次短暫停留,然後恢復正常的向東運動。

我們太陽系裡的所有行星都在某一時刻表現出這種“逆行運動”。但在很長一段時間裡,古代天文學家都無法給出令人滿意的解釋。一方面,當火星以這種奇怪的方式運行時,它也會明顯地偏離正常軌道,逆行運動將使它遠遠低於它的正常軌道。換句話說,對於我們這些從地球上觀測的人來說,在這兩個月的時間裡,火星將會以一個大的環形運行,大約10度長,2.5度寬。然而古希臘人堅定地相信太陽、月亮和行星都是圍繞地球公轉的。他們在表示和計算這個神秘的循環方面有很大的困難,而且很長一段時間,他們對它沒有足夠的解釋。另一個問題是試圖解釋為什麼火星有時描述一個環路,有時描述一個曲折的來回運動,就像字母“Z”在它穿越天空的路徑上。

事實上它在2016年春天就這樣做了,並將在2022年的秋天再次這樣做。希臘人最終解釋了這些異常現象,他們假設這些行星圍繞地球轉到更小的“行星”——也就是圍繞地球的主要軌道環繞的小圓圈,導致了複雜的、幾乎類似於曲線的曲線。不幸的是,對行星的實際觀測似乎從來都不符合這種奇怪的軌道機制,最終使得希臘人的解釋毫無用處。直到1543年,偉大的波蘭天文學家Nicolaus Copernicus(1473-1543)出版了他畢生的著作《De revolutionary ibus》,才最終揭開了奇怪的逆行環路的秘密。通過把地球從太陽系中心的神聖位置降下來,用太陽取代它,哥白尼成功地解釋了行星表面的“反向運動效應”之謎。

都是一種錯覺

事實上,當你在高速公路上與另一輛車擦肩而過時,你會得到同樣的效果:兩輛車都朝同一個方向行駛,但一輛車的行駛速度更慢。當他們通過時,較慢的車會相對於較快的車向後移動。哥白尼對外太空的行星施加了同樣的影響。在即將到來的情況下,地球和火星都在繞太陽的同一個方向運動,但是較慢的一個——火星——似乎比更快的地球——向後移動。在這裡強調一點:火星並不是真的停止或逆轉它在太空的軌道!我們所看到的只是基於視角的幻覺。火星將繼續沿著其環繞太陽的橢圓軌道運行。

我們看到——停止,天空中路徑的扭轉和定期的最終恢復路徑穿越天空,僅僅觀看火星從世俗角度的函數(就像在觀看較慢的車從車越快)的角度來看,我們每個人都穿越空間在不同的軌道圍繞太陽路徑速度不同。8月28日之後,地球和火星的運動將會抵消明顯的反向運動。在今年超過一半的時間裡,地球最終會飛到火星上去(像賽車一樣“炙熱”),地球最終會把火星遠遠甩在後面。我們現在看到的火星亮度的快速增長將會被逆轉,因此,在今年下半年,將會迅速消退。


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