計算出來的行星——海王星

目前,天文學方面的天象預報幾乎可以精確到秒的級別。對於時間跨度達到數百年乃至數千年之前的天文現象仍能做出比較精確的預言。某些比較顯著的天文現象,如日食、月食等,甚至被當做確定某個歷史時期的重要依據。相信大家都知道,這是牛頓力學的功勞。但這一切實在是來之不易的。牛頓力學誕生後直到1846年,人類才能夠十分有底氣地說:理論上我們可以確定每一顆行星的具體位置,哪怕它是從未被發現過的。因為在這一天,人類沒有藉助直接觀測,而是完全依靠數學計算,確定了一顆未知行星的位置。並且馬上就被觀測結果所證實。由於這一結果是在1846年9月23日發現的,因此這一天被稱作“牛頓力學最輝煌的一天”。

計算出來的行星——海王星

太陽系八大行星,最外側為海王星 來自網絡

事情是這樣的,1781年的3月31日,威廉.赫歇爾成功發現了天王星。這一發現引起了許多人對它的觀測。眾多天文學家一起努力,很快,天王星的運行情況就被摸得清清楚楚了。實際上在威廉.赫歇爾發現天王星以前,也有人發現它的蹤跡了。但利用之前的觀測結果進行計算卻發現兩者的計算結果不一樣。這不是一個人的問題,而是幾乎所有人算出的結果都有一定的偏差。這種現象不斷困擾著天文學家們。

計算出來的行星——海王星

天王星 來自網絡

後來,更奇怪的事情出現了:長時間的觀測,人們發現其速度忽快忽慢,完全與牛頓力學計算出的結果不符。這下科學家們都慌了,難道牛頓力學不具有普適性?不適合天王星?每個人都不願意相信這個結果。因為牛頓力學誕生一百多年來,大到天體運行,小到重物墜落,無一不可以使用牛頓經典力學進行解釋。但現在天王星這遇到挑戰了,牛頓力學不適用了。

在這樣的背景下,“未知行星”的說法逐漸佔據了主導。既然有這樣的假說,人們便開始進行觀測。只不過由於距離十分遙遠,又沒有具體的位置信息,因此許多觀測都沒有什麼收穫。於是科學家們便轉換思路,利用天王星運動的不規律進行逆推。由於這是一個十分複雜又麻煩的問題,許多科學家都放棄了。不過事實證明,態度決定一切。這個問題被兩個年輕人解決了。

計算出來的行星——海王星

亞當斯 來自網絡

法國天文學家勒維烈對這個問題發起了衝擊併成功解決。最後由其好友加勒成功觀測。與此同時,格林尼治天文臺臺長也馬上發表了一篇名叫亞當斯的天文學家寫出的一篇論文,該論文中的計算結果與勒維烈的基本一致。因此可以說這可未知行星是由兩人共同發現的。後來這顆行星被勒維烈建議用海參波塞冬的名字命名,於是翻譯成中文就被稱為“海王星”了。

計算出來的行星——海王星

海王星 來自網絡

海王星的發現不但沒有扳倒牛頓力學,反而成為了牛頓力學的墊腳石。因為它是運用牛頓力學在筆尖下發現的,因此發現的那一天也被稱為“牛頓力學最輝煌的一天”。


分享到:


相關文章: