宇宙“变形记”

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  星空给人一种宁静的印象,也给现代人提供了缓解压力的治愈作用。但天文爱好者们知道,浩瀚苍穹中也有“众神之战”。
  国际天文联合会近日宣布,美国卡内基科学研究所的研究团队最近发现了20颗土星的新卫星。至此,土星的卫星达到82颗,超过目前已知卫星数量为79颗的木星,成为新的“卫星王”。
  木星与土星的这场“追逐战”,很久以前就打响了。“学霸”们会记得,在20世纪90年代的小学教科书《自然》上,木星有8颗卫星,土星有13颗卫星—土星为王。
  进入21世纪后,两颗行星的卫星数量“此消彼长”。
  2002年,木星的卫星超过了土星。从那时起,直到2018年再发现12颗卫星,木星“番位”一直稳压土星,差距还在不断拉大。
  但这一次,卡内基科学研究所宣布,他们一口气發现了20颗土星卫星,重新将土星送回了“卫星王”的宝座。当然,某些思维严谨的吃瓜群众表示,土星、木星都不是王,地球才是!想想那些被不同国家发射上去的人造卫星!

解绑“天球”


  木星、土星若有知,它们定然会为地球上人类的“口水战”感到尴尬。是王?不是王?对两颗行星而言,早就是定论。人类争议的起源,无非是他们虽在进步却依然短浅的眼光而已。
  还好,地球上的居民不乏反思意识。有人就评论道:“人类哪有资格评定卫星王呢?还真把自己当上帝啦!”
  但没办法,如哲学家所说,总有一部分人会深情地仰望星空。
  发现了土星新行星的Scott Sheppard,便是这样一个团队。成立以来,它只专注于一件事,就是搜寻外太阳系的新天体。
  追逐星空的热情,贯穿了人类的文明史。有传闻说,古希腊第一个科学家泰勒斯,在某次仰望星空时,不小心掉进地下的坑。女仆人笑话他:“你留意天上的事,却在地上栽倒,那有什么用呢?”泰勒斯倒不以为意。
  然而,尽管观察了天空几千年,人类对它的认识却常常出现谬误。在这里,抛开古人因技术不够而出现的认知错误,只谈谈现代人错以为的“天文学常识”。
  总的来说,它们往往来源于两个方面:一是因为今人对历史的错误叙述,二是因为科技的发展颠覆了旧有的结论,比如“卫星王”。
  先看第一种。在现代天文学的开端,今人就有一个常识错误。16世纪中叶,哥白尼发表了关于“日心说”的专著,在今天被翻译为《天体运行论》。事实上,这本书原名为《天球运行论》。
  仅仅一个字的差别,所描述的是全然不同的宇宙模型。把“天球”替换为“天体”,是编者将后人的结论强加给了哥白尼。
  在哥白尼所处的年代,科学家们并不把星球当作单独的一颗漂浮的球体。回到“地心说”,古希腊科学家托勒密认为,地球处在宇宙中心一动不动,在它之外则套着一层又一层的“天球”。月亮、星星、太阳等,都镶嵌在那些天球里,只有天球在做匀速圆周运动,带动着嵌在其中的星球,显示出运动的样子。
新发现的20颗土星卫星
最新发现的20颗土星卫星,重新将土星送回了“卫星王”的宝座

  哥白尼也接受了天球理论模型,但他认为太阳才是中心。也就是说,地球被镶嵌在了一个天球里,而天球的匀速圆周运动,导致地球围绕太阳旋转。
  如此一来,哥白尼以太阳为中心,画出五层天球,即当时发现的四大行星所据的四重天球,以及距离太阳最远的“恒星天”,它是一动不动的。哥白尼把宇宙设想为,五个天球层层相套并包住太阳的一个模型。
  后来,布鲁诺将宇宙的边界扩至无限,提出“多重宇宙说”,被视为哥白尼学说的继承者,但他其实是为个人的宗教信仰宣传此说。直到布鲁诺被烧死的半个世纪后,牛顿提出的力学体系,彻底粉碎了天球学说,古典天文学天球学说才正式宣告终结。

宇宙“变形”


  在牛顿统一了天体力学和地界力学,即发现天上星辰与地上万物的运动,它们所遵循的是相同规律时,现代天文学的研究开始突飞猛进。
  然而,时至今日,尽管“拍”下了黑洞的照片,探索到了数十亿光年外的天体,但对相较而言“近在咫尺”的木星、土星,我们甚至无法尽数它们的卫星数量。能力十分有限,才导致了“卫星王”的数度易位。
  但木星也不必痛心,作为太阳系内质量最大的行星,木星的质量是太阳的0.1%,是其他行星加起来的2倍多。因此,它也是唯一一颗“并非围着太阳旋转”的系内行星。
  怎么回事?据教科书所说,在太阳系内,八大行星围绕着太阳旋转,但实际不是如此。在天体运动中,以地球为例,太阳对地球有吸引力,但地球对太阳也有吸引力。所以在理论上,太阳与地球绕着在它们中间的质点旋转。
  只是地球的质量太小,这个质点是在太阳内部。而木星是行星中的“超大星”,它与太阳之间的质点,是在太阳外部。教科书所说的,“八大行星围绕太阳旋转”,只不过是为了教学方便而已。
  牛顿力学所能解释的,只是在它理想模型中的理想状态。尽管如此,由于牛顿带来的观念革命性太强、他本人的威望太大,所以,他所描述的天文世界虽然落伍了,但他的影响依然辐射着全世界。
  牛顿打碎了古希腊的“天球”,在20世纪,爱因斯坦又“掰直”了牛顿力学的圆周轨道。据爱因斯坦的学说,质量能够扭曲空间,在天体质量足够巨大时,被扭曲的空间将很直观。
  在一次实验中,科研人员发现在日全食时,阳光依然能够绕过月球,证实了爱因斯坦的学说。爱因斯坦表示,由于太阳的质量很大,扭曲了它的外部的空间,所以在我们看来,行星围绕太阳旋转,但对行星而言,它走的是一条“直道”。

常识性错误


  天文学中更多的常识错误,则来自一些偏门的“冷知识”。比如说,人们会依据一片区域的星象,命名它们为某某星座,其实星座只是遥远天体的一个“二维投影”,它们的距离可能隔了好几个银河系。另外,天上有88个星座,并不是12个。
  又比如说,牛郎织女的民间故事很美,但在七月初七,牛郎星和织女星不会在一起。中国目前通行着两种历法,我们习惯称之“阳历”“阴历”。事实上,应将日常使用的历法称为“公历”,而中国传统历法是“农历”。
  历法皆是由对天文现象的观测而来。崇拜太阳的埃及用阳历,崇拜月亮的伊斯兰国家用阴历,中国的农历则是“阴阳合历”,既符合太阳的周期性,也顺应月亮的周期性。
  现代人最亲近的天文现象,大概就是流星雨了。但要知道,彗星碎片有集中之处,所以流星雨的现象也有周期性,没有哪次是“此生唯一”。还要切记,北极星并不是夜空中最亮的星,比它亮的还有十几颗。
  另外要提醒的是,你与恋人看过一场流星雨后,尽量不要不合常理地唱起那首歌,当然前提是……你有恋人。
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