幸运小灾星(科普)

当彗星划过天际时,人类的祖先就会和自身联系起来。

很久以前,人类对于所发生的事情也没有其他符合逻辑的解释,那时没人会认为地球是个绕太阳公转的行星。

人类的祖先认为彗星一定是来自众神或某一个神的旨意,彗星的来临代表神的惩戒。

不论是古阿兹特克人、古英国人、古巴比伦人、古印度人,都认为彗星是灾祸的前兆。

灾祸,源自希腊语中的灾星。

对东非的马赛人来说,彗星意味着饥荒;对南非的祖鲁人来说,彗星意味着战争;对于西非的迦纳人来说,彗星意味着瘟疫;对萨伊人来说,彗星特指天花;对于他们的邻居陆巴人来说,彗星预示着领袖将会陨落。

而在中国,我们的先人对彗星则有着惊人的系统分类法,他们称呼彗星为扫把星。

三尾彗星意味着国之灾难,四尾彗星标志着瘟疫降临。

彗星预言

01

今天,我们已经清楚地知道了彗星的本质。

在距离太阳一光年的地方,众多的星体聚集在一起,是因为外星生物吗?

不是,万有引力而已。

奥尔特云是由万年的积雪,山峰般的寒冰和岩石组成的,同时奥尔特云也太阳系诞生之初的剩余产物。

奥尔特云以荷兰天文学家扬·奥尔特命名,他在1950年就预言了这个云团的存在,他原本是想解决一个悖论。

彗星有很多种消亡的方式,因为在穿越行星轨道时,彗星会经常与其它行星发生碰撞。

彗星很大程度上是由冰组成的,所以,每次接近太阳时,彗星会蒸发掉一部分。

被太阳蒸发的过程重复几千次,所有的冰都蒸发了,残余的彗星就是现在的小行星。

彗星被太阳系的引力场排斥,流放至太空,但无论如何,彗星总会回来。

奥尔特和其他天文学家一直在思考一个问题:“这些彗星都是从哪里来的?”

奥尔特通过计算新彗星出现的比率得出结论——由数量极多的彗星组成一个直径达到几光年的圆球,圆球包围着太阳运转。

奥尔特的理论时至今日依然成立,哪怕是几十年后,科学家对彗星和太阳系有了更多认识的今天。

不过,奥尔特云是个无人能看到的景象,即使是在今天也不行,因为那里漆黑一片。

最近的两个彗星间的距离就如同地球到土星的距离——13亿千米。

但是,科学给了奥尔特预见的能力,虽然奥尔特云还不能被观测到,但奥尔特的理论证实奥尔特云是真实存在的。

奥尔特也是第一个正确估算出太阳到银河系中心的距离(太阳距离银河系中心约2.64万光年),这是很了不起的成就,他找到了地球在银河系的位置。

奥尔特也是首个使用射电望远镜绘制出了银河系螺旋结构的人,并且他发现银河系的中心发生着一连串极大的爆炸,这个迹象显示出那里可能暗藏着一个巨大的黑洞。

银河

02

奥尔特云是如此巨大,彗星要用100万年的时间才能绕太阳一圈。

在太阳系的边缘,即使是擦肩而过的星星产生的轻微引力也会使彗星摆脱太阳引力的束缚。

一些彗星被抛出太阳系,从此在星际空间游荡。

其它的一些彗星,却有着不同的命运。

某些彗星被抛向太阳,在无阻力的自由落体中不断加速一直持续几十万年,当海王星的引力再次吸引它时,它们的轨迹发生了小小的变化。

强大的木星是除太阳以外,太阳系中质量最大的物体,木星用它强大的引力再次改变彗星的轨迹,当彗星到达太阳系的核心边缘时,太阳的热量烘烤着它,一场美丽的转变开始了。

彗星贫瘠的冰山变幻出灼热的光晕,彗星还拖着长长的彗尾,彗星的粉尘层描述着大约40亿年前彗星产生的过程,在4万代人类的历史长河中彗星至少有大约10万次这样的转变。

耀眼的彗星划过天际,那个时候,人类的祖先只能仰望、惊叹,无助的人类不知所措,他们除了恐惧和悔恨,没有更好的办法。

1664年,一颗来拜访地球的彗星令整个欧洲恐惧颤栗,随后发生的大瘟疫和伦敦大火灾,恰巧印证了人们的猜想。

那血色的长河,耀眼的星辰,威胁了整个世界,彗星带来了饥荒、瘟疫、战争。

皇亲国戚接二连三的死亡,皇家园陵逐渐增多。

彗星带来了不可避免的财产损失,腐烂的畜群,颗粒无收的庄稼,海上的风暴,暴动的市民,这些都是因为彗星的意外到访造成的。

但有一个孩子,并不觉得彗星有那么的恐怖,对他来说只是好奇。

后来,因为他和另外一个人的友情所产生的科学理论为人类的思想带来了翻天覆地的变化,他们的研究成果将人类从地球这颗小星球的局限中彻底解放。

这个孩子就是爱德蒙·哈雷,和我们一样,哈雷生性好奇。

他很幸运,他的父亲支持并鼓励他的求知欲,给他买最好的科学仪器,资助他探险考察,哈雷由此画出了第一张精确的南半球星空图。

哈雷的南半球星空图

03

没了爱德蒙·哈雷,也就没有艾萨克·牛顿的万有引力。

1642年,那时的世界和现在完全不一样,每个人看到天空中的众多星星像钟表一样极有规律的准确运行时,只能想到宇宙是出自一个伟大的“钟表匠”之手。

还能怎么解释呢?他们只能想出一种解释,以他们的想象力,只有一个答案——上帝。

出于他们还不了解的原因,上帝就是这么创造了整个宇宙,这个解释是一个死结,因为它并不能被证明,也不能解释其它的众多问题。

直到牛顿来了。

牛顿是一个笃信上帝的天才,他能用完美的数学语句写出大自然的定律、写出对宇宙有效的方程式,对太阳、月亮、行星都有效。

虽然身处中世纪,牛顿已经想象出了整个太阳系。

牛顿的万有引力和运动定律揭示了太阳如何靠引力维持行星的运转,也为其他无数的问题打开了大门。

牛顿本无心将他的发现公之于众,但在哈雷坚持不懈的努力下,英国皇家学会得以出版牛顿的《自然哲学的数学原理》,该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。

《自然哲学的数学原理》也为我们打破了地球的枷锁——太空旅行。

牛顿设想,发射出去的炮弹,随着爆炸推力的增加,只要速度足够快就可以突破引力的界,炮弹就可以离开地球,绕地球旋转。

这改变了整个世界,牛顿的数学原理将人类彻底解放。

通过找到控制彗星运行的自然定律,牛顿使我们不再像祖先那样恐惧天体运行。

如果哈雷没有竭尽全力的支持牛顿,人们可能会记住哈雷自己的发现和成就,而不是仅仅记住一个彗星的名字。

第一宇宙速度

04

哈雷是第一个认识到所谓的恒星并不是静止不动的。

他是怎么知道的呢?哈雷将古希腊天文学家对最明亮的星星的观测结果与他在1800年后观测的同一颗星星的观测结果作比较。

为什么之前没有人这样做过呢?因为要比较出有意义的结果,时间间隔要很久很久很久才行。

要证明相距遥远的物体间的运动是非常困难的一件事情,恒星间的距离是如此的遥远,要花几百年的时间去观测才能察觉到它们在移动。

哈雷发现了一个宏伟的事实——所有的恒星都在运动,相互赶超,和旋转木马一样上升和降落,在银河系中此起彼伏。

当然,哈雷还心系彗星的事情。

这些美丽的天外访客到底是谁,为什么会时不时的突然造访地球?

哈雷用侦探常用的方法来解决这个谜团,搜集所有可靠目击证人的证词。

哈雷能找到的最早准确观察到彗星的证人是位于君士坦丁堡的尼斯波罗斯·贵格列,他是拜占庭帝国的天文学家兼僧人。

1337年6月,哈雷收集了1472年到1698年间所有的在欧洲的彗星观测记录。

请记住,那时还没有搜索引擎或者电脑,哈雷只能依靠他的书和大脑。

哈雷必须要按照每个彗星的观察结果在太空中的找出实际的运动轨迹,除了牛顿本人还没人尝试过将他的定律应用于解决天文学的问题上。

这是一次艰巨的数学运算的壮举,哈雷发现彗星被太阳束缚在长椭圆的轨道上。

哈雷是第一个知道1531年发现的那颗彗星和1607年还有1682年发现的都是同一颗彗星,这颗彗星每隔76年回归一次。

哈雷预测这颗彗星还会回归,在超过50年后的未来里再次拜访地球。

上千年来,彗星都很神秘,被巫师们视为人类灾难的征兆,哈雷打破了他们的垄断,在巫师们熟悉的领域里,以前没有科学家进入过的领域里,哈雷给出了他的预言。

哈雷没有闪烁其词,他明确地指出这颗彗星会在1758年底出现在天空中的一个特定位置,遵循一条特定的轨迹运动。

没有任何一个巫师的预言能和哈雷的预言相提并论。

爱德蒙·哈雷于1742年1月14日去世,但哈雷彗星的预言并未被人遗忘。

十多年后,在哈雷预言彗星的回归时间,全世界的天文学家都希望第一个观测到哈雷的彗星,哈雷没有令他们没有失望。

从此以后,每隔76年都有一次哈雷彗星观测热潮。

当哈雷彗星回到我们的天空时,阳光加热它表面的冰,让它再一次释放出内部的灰尘和气体,从地面看来,它拖着一条长长的尾巴。

哈雷彗星的最近一次回归是在1986年,如果你在2061年看到一颗拖着长尾巴的彗星,你就知道,它又回来了。

哈雷彗星

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