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数学文化:宇宙的公式(2)

来源:网络资源 文章作者:奥数网整理 2018-08-21 14:52:14

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  一副天王星和天王星环的概念图。图片来源:NASAAmesResearchCentre..

  然后,在1781年,非同寻常的事情发生了------出生在德国的一个业余天文学家WilliamHerschel,住在Bath,他用自制的望远镜发现了一颗行星,从而作为行星的第一个现代发现者而在历史书中赢得一席。但是,JohannBode一定会感到相当得意的。首先,行星的称谓最终选择的是他的命名------天王星,这推翻了Herschel以英王乔治三世命名的愿望(有一颗行星叫乔治,那岂不是有点怪异?)。其次,天王星非常接近Titius-Bode规则所规定的地方,在与太阳相距19.2AU的轨道上运行。

  预测一个未知的星球的轨道,给了这个规则万博体育app:的信誉,并开始了寻找火星和木星之间“丢失的星球”。然后,意大利的天文学家GuiseppePiazzi在1801年的元旦发现了谷神星。它的轨道距离太阳2.8AU,正是Titius-Bode法则所预测的。

  Titius-Bode规则两次成功的预测,似乎真的揭示了宇宙是如何被制造的秘密。然而,令人遗憾的是,原来被认为规则精彩(或者用两点)之处的预测,慢慢地开始引起了怀疑。

  第一个问题是,作为行星,谷神星是很小的。认为自己发现了一个恰当星球的WilliamHerschel,创造了小行星这个词来形容谷神星。随着时间的推移,越来越清晰地表明它只是火星和木星之间所谓的小行星带中的许多物体之一。从19世纪60年代以来,谷神星已经不再被认为是一颗行星。不过,有人会说,如果这些小物体没有被木星的引力打乱,它们会形成一个星球。

  第二个问题是,又一颗新的行星于1846年被发现,但是在错误的地方!根据Titius-Bode规则,海王星应在距离太阳38.8AU处发现。事实上,实际距离较预期值近得多。

  然后,在1930年,ClydeTombaugh发现了冥王星,和太阳相距40AU。随着越来越多的发现,该规则被打破,如所列表格显示的(表中*表示不再认为是行星)。

  名称实际距离预测距离差别

  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

  *表示不再被视为太阳系的行星

  今天,Titius-Bode规则已经成为过去式,没有人再会认真地对待它。这个昙花一现的几乎成为科学定律的想法,被进一步的数据证明击倒了。它的初始发现仅是巧合,而人们抓住它相信它确实过于仓促!尽管这是一个美丽的巧合,但巧合很难成为定律!

  事实上宇宙的奥秘,比如宇宙以及行星到底是如何形成的,我们至今仍然知之甚少。但我们也不排除这样的可能性:或许有一天,上述的那个被证明失败的规则会以某种形式复活,当然要经过适当的形式予以修正了。有趣的是,有人已发现某些卫星根据类似的规则围绕着行星分布;虽然这些发现可能仍然是局部的巧合。但在科学研究中,我们可以相信有些死去的想法在适当的条件下确实可以复活!