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《科学画报》

《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、...

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10大天文狂想(2)

2012-03-05 14:52:05

文/谢

6. 以太无处不在

在近代天文学史上,以太理论是最飘忽不定且持续时间最长的理论之一。以太被认为是一种充满宇宙的物质。在希腊神话中,它是神呼吸的要素,就像空气一样。以太的另一个重要属性是可以“传导”光。1690年,荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯提出,来自太阳和其他天体的光是通过以太传播的。1704年,牛顿也提出了以太,他的理论涉及到光的粒子性。

从那时起到20世纪初,不断有科学家怀疑以太是否真的存在,因为没有任何人能提出一丝一毫的证据来支持它的存在。1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,指出光不需要以太来传播。几年之内,以太这个想法随之死亡,被埋葬在真空中。

 

7. 太阳系有颗“祝融星”

1859年,法国天文学家于尔班·让·约瑟夫·勒威耶发现水星在最接近太阳的那一点发生进动(即水星轨道近日点的位置会发生移动)。他的观测和计算显示,水星近日点每百年的进动与牛顿引力理论所预计的大约相差43角秒。

为了解释这一现象,勒威耶提出,在水星轨道内更靠近太阳的地方有一颗小行星,它的引力作用造成了这一差异。他称之为“祝融星”(祝融是中国神话中的火神)。1846年,勒威耶曾成功预言了海王星的位置,所以其他天文学家都严肃地对待有关“祝融星”的想法。

1859年,法国天文爱好者埃德蒙·莱斯卡尔博声称,他看到了这颗假想中的行星。他通过9.5厘米的折射望远镜看到了一个小黑点从太阳的前方经过。他猜想,这是一个尚未被发现的天体凌日。基于莱斯卡尔博的观测,勒威耶计算出“祝融星”的轨道周期为1917小时。他预报了未来的“祝融星”凌日事件,但是,预计的时间到来时没有人看到它。随后他又多次修改了“祝融星”的轨道参数。

勒威耶1877年逝世后,天文学家停止了对“祝融星”的搜寻。最后,1915年爱因斯坦的广义相对论用太阳的引力场解释了水星进动在理论和观测上的差异。

 

8. 宇宙不会随时间改变

几乎没有哪个理论像稳恒态理论这样有强大的智慧支撑。1948年,三位杰出的天文学家——赫尔曼·邦迪、托马斯·戈尔德和弗雷德·霍伊尔——提出了一个有别于“大爆炸”的宇宙创生理论。在随后的几年里,又有许多科学家加入他们的阵营。

稳恒态理论承认宇宙正在膨胀,但同时指出宇宙不会随时间而改变,它看起来始终如初。这一理论要想成立,就必须有新的物质产生。那么,它们从何而来呢?这正是这一理论疯狂的一面:从虚无中产生。为了使宇宙空间看上去永远一样,稳恒态理论的倡导者们想象,在每立方米的空间中,每10亿年会凭空“出现”一个氢原子。

在随后不到20年的时间里,稳恒态理论便走向了灭亡。1964年,贝尔实验室的两位射电天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了宇宙大爆炸理论所精确预言的宇宙微波背景辐射。这给了稳恒态理论致命的一击。

 

9. 光的红移与宇宙膨胀无关

20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃和米尔顿·赫马森发现,遥远天体发出的光线向光谱的红端移动,而且,红移随着距离增大而成正比地增加。这一发现被称为“哈勃定律”,它证明宇宙在不断膨胀。

然而,并非所有天文学家都接受这一观点。出生于瑞士的美国天文学家弗里茨·兹维基就反对这一理论。1929年,他提出红移是由于光在传播的过程中损失能量而造成的,是一种阻尼效应。在他的理论中,光子会把动量转移给其他的天体或者光子,能量的减少使得光的波长增大,导致所观测到的红移,而且红移与光源的距离成比例。不过,大多数天文学家都觉得他的理论太疯狂。

 

10. 行星连成一线会毁灭地球

并不是每一个疯狂的想法都可以追溯到一个世纪以前。1974年,英国人约翰·格里宾和斯蒂芬·普拉格曼写了一本书——《木星的影响》。在这本畅销书中,他们预言,行星连成一线时产生的引力会对地球造成可怕的后果。具体来说,1982310这一天,水星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星会排列在以太阳为顶点的、夹角小于95度的扇形之内,只有金星不在其间。“行星连珠”会影响太阳风,进而影响地球的天气,而大气状况的变化会改变地球的自转速度,在某种程度上造成破坏。他们预言,当天在美国的圣安德列斯断层会发生地震。

天文学家很早就认识到了天体引力的影响。太阳的巨大引力维持着地球的轨道,太阳和月球的引力则控制着潮汐。木星的引力可以改变路经它的彗星的轨道。但是,科学家们并不认为特殊的行星排列会对地球造成什么重大影响,因为它在太阳系45亿年的历史上已经发生了多次。

1982310发生的那次“行星连珠”并没有造成什么灾难。但是,这些行星确实也对地球施加了一点影响:当天的满潮比往常高了0.04毫米。

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