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法国天文学家约瑟夫·拉朗德的日地距离测算方法

时间:2023-10-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:来自法国的天文学家约瑟夫·拉朗德将这些数据进行对比,推算出日地距离为1.53亿千米,误差大约为100万千米。哈雷首次提出并规划的观测方式,加上后期天文学家们的探险式科考工作,最终将日地距离测算了出来,接下来只需要按照此法将其他行星各自的距离比率做相应的计算,就能够确定出太阳系中每颗行星的相对位置了。

法国天文学家约瑟夫·拉朗德的日地距离测算方法

哈雷逝世18年后,来自英国、法国、奥地利的天文学家们首先进行了6次远距离科考活动,于1761年当金星经过相应位置时对其轨迹进行观测,而后于1769年又发起5次远距离科考活动。

在这些工作的推进过程中,除了勒让提[1]未得到数据外,天文学家们在1771年就收集到了必要的观测结果。来自法国的天文学家约瑟夫·拉朗德将这些数据进行对比,推算出日地距离为1.53亿千米,误差大约为100万千米。而实际值为149597870千米,因此在那个时代计算出一个误差仅为1%的结果已经相当不错了。

得知行星间的距离及其环绕太阳一周的时间,就可以计算出每一条轨道椭圆半径的近似值。比如,已知火星需要两年的时间才能绕太阳公转一周,而土星需要29年,那么根据牛顿的运动定律我们就可以推算出火星与太阳之间的距离大约是日地距离的1.5倍,而土星与太阳的距离则为日地距离的10倍。

哈雷首次提出并规划的观测方式,加上后期天文学家们的探险式科考工作,最终将日地距离测算了出来,接下来只需要按照此法将其他行星各自的距离比率做相应的计算,就能够确定出太阳系中每颗行星的相对位置了。

只有这样的研究才能展示出太阳系的宏伟壮阔,在第173页的表格数据中我们才能够感受到太阳与行星之间的距离和它们对于现代(科学研究)的价值。

当然,这些数据并不精确。因为在计算过程中,科学家们将轨道当作普通的、没有任何倾斜角度的圆形。不过,这些数字已经与实际值相当接近了,并且足以描绘出太阳系的大体规模,如下图所示:

法国天文学家勒让提的故事值得在这里分享一下,因为他大概是中了历史上最恶毒的诅咒。如果以这个可怜的男人的生平事迹为蓝本写一出幽默戏剧,如今的人们就会广泛认可“勒让提定律”而非“墨菲定律”了。

勒让提在1760年同许多天文学家一样,为记录金星凌日而动身去科考。他的目的地位于印度的一个小岛,那个地方叫作本地治里[2]。途中的风向对于船只航行十分不利,他比原计划推迟了5个星期才到。不过,就在他们以为自己终于可以上岛进行观测时,却被告知这个岛屿已经在英法战争中被英国人占领了。因此,勒让提不得不撤退到另一个由法国当局管制的岛屿。不幸的是,他们在金星凌日现象发生时仍在海上航行,由于波浪起伏完全无法进行精确的测量。(www.xing528.com)

而下一次可观测到金星凌日现象的时间是在八年以后,因而勒让提明白这是自己此生最后一次观测金星凌日的机会了。于是,他决定采用最保险的办法,就是一直待在观测地点,直到金星凌日现象发生的那一天。那段时间,他一直在绘制马达加斯加海岸线地图,其间他发现,可以从菲律宾过境前往观测地点。然而,因西班牙当局的原因[3]未能成功。本地治里后来又被法国收复了。他于当年3月来到这里,这意味着他有三个月的时间进行观测准备,然后耐心等待金星的到来即可。看起来,不会再出任何问题了。然而,就在金星凌日的现象发生时,天空中的云彩将一切都遮挡住了,他什么也看不见。

这使得勒让提几近崩溃,不过他还是尽力恢复理智,并决定先回法国。而归国的路途也同样十分坎坷,他患上了痢疾,而且一场暴风雨让他不得不滞留在留尼汪岛,后来一艘西班牙船只经过,将他带回了法国。这时,距离他出发已经过去了两年。抵达巴黎后,他竟然发现自己已经被宣告死亡,妻子也已经再婚并挥霍了他的财产。更糟的是,原本属于他的皇家科学院职位也被另一位天文学家占据了。

尽管遭遇了一连串的打击,勒让提还是重整旗鼓,前去拜见国王,以设法恢复自己的职位。后来,他再婚了。虽说这一生中的种种悲惨境遇差点将他逼上绝路,但最终他还是安稳幸福地度过了最后21年的时光。

[1]  法国天文学家,由于战争等原因未能观测到金星凌日现象。——译者注

[2]本地治里,又译作庞迪切里,印度南部海滨城市,18世纪初沦为法国殖民地,1954年归还印度。境内有一座河流环绕形成的岛。

[3]  当时菲律宾为西班牙占领。

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