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數學文化:宇宙的公式(2)

來源:網絡資源 文章作者:奧數網整理 2018-08-21 14:52:14

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  一副天王星和天王星環的概念圖。圖片來源:NASAAmesResearchCentre..

  然后,在1781年,非同尋常的事情發生了------出生在德國的一個業余天文學家WilliamHerschel,住在Bath,他用自制的望遠鏡發現了一顆行星,從而作為行星的第一個現代發現者而在歷史書中贏得一席。但是,JohannBode一定會感到相當得意的。首先,行星的稱謂最終選擇的是他的命名------天王星,這推翻了Herschel以英王喬治三世命名的愿望(有一顆行星叫喬治,那豈不是有點怪異?)。其次,天王星非常接近Titius-Bode規則所規定的地方,在與太陽相距19.2AU的軌道上運行。

  預測一個未知的星球的軌道,給了這個規則更多的信譽,并開始了尋找火星和木星之間“丟失的星球”。然后,意大利的天文學家GuiseppePiazzi在1801年的元旦發現了谷神星。它的軌道距離太陽2.8AU,正是Titius-Bode法則所預測的。

  Titius-Bode規則兩次成功的預測,似乎真的揭示了宇宙是如何被制造的秘密。然而,令人遺憾的是,原來被認為規則精彩(或者用兩點)之處的預測,慢慢地開始引起了懷疑。

  第一個問題是,作為行星,谷神星是很小的。認為自己發現了一個恰當星球的WilliamHerschel,創造了小行星這個詞來形容谷神星。隨著時間的推移,越來越清晰地表明它只是火星和木星之間所謂的小行星帶中的許多物體之一。從19世紀60年代以來,谷神星已經不再被認為是一顆行星。不過,有人會說,如果這些小物體沒有被木星的引力打亂,它們會形成一個星球。

  第二個問題是,又一顆新的行星于1846年被發現,但是在錯誤的地方!根據Titius-Bode規則,海王星應在距離太陽38.8AU處發現。事實上,實際距離較預期值近得多。

  然后,在1930年,ClydeTombaugh發現了冥王星,和太陽相距40AU。隨著越來越多的發現,該規則被打破,如所列表格顯示的(表中*表示不再認為是行星)。

  名稱實際距離預測距離差別

  水星0.390.400.01

  金星0.720.700.02

  地球1.001.000.00

  火星1.521.600.08

  谷神星*2.772.800.03

  木星5.205.200.00

  天王星19.2019.600.40

  海王星30.0638.808.74

  冥王星*39.4477.2037.76

  *表示不再被視為太陽系的行星

  今天,Titius-Bode規則已經成為過去式,沒有人再會認真地對待它。這個曇花一現的幾乎成為科學定律的想法,被進一步的數據證明擊倒了。它的初始發現僅是巧合,而人們抓住它相信它確實過于倉促!盡管這是一個美麗的巧合,但巧合很難成為定律!

  事實上宇宙的奧秘,比如宇宙以及行星到底是如何形成的,我們至今仍然知之甚少。但我們也不排除這樣的可能性:或許有一天,上述的那個被證明失敗的規則會以某種形式復活,當然要經過適當的形式予以修正了。有趣的是,有人已發現某些衛星根據類似的規則圍繞著行星分布;雖然這些發現可能仍然是局部的巧合。但在科學研究中,我們可以相信有些死去的想法在適當的條件下確實可以復活!

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