2022寻找“丢失”的行星赵君亮_寻找丢失的系统.docx
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1、2022寻找“丢失”的行星赵君亮_寻找丢失的系统 找寻“丢失”的行星赵君亮由我整理,希望给你工作、学习、生活带来便利,猜你可能喜爱“找寻丢失的系统”。 找寻“丢失”的行星赵君亮 内容简介: 这个讲演的题目就叫做找寻“丢失”的行星,大家留意到这个“丢失”是打引号的,事实上并不是丢失的。那么我这个讲题下面分四个内容:第一怎么样找到小行星,所谓“丢失”的行星就是小行星,怎么样找到小行星的过程。其次就是小行星的基本状况。第三小行星它是怎么样形成的?它究竟怎么来的?第四或许是大家最感爱好的,这个小行星假如撞到地球上来怎么办?对我们有没有威逼?我们为什么要找这个“丢失”的小行星呢?因为它可能威逼地球。刚才
2、我们讲了大部分小行星挺好,它都在小行星带,在木星和火星的轨道中间。那么我们地球的轨道是在火星轨道之内,所以它不会遇到我们。但是的确有一部分小行星它的轨道比较扁,它会转到地球轨道之内来,这个叫做近地小行星。那么它要是撞上来怎么办?我信任许多人看过科学幻想电影,叫天地大冲撞。在将来的某一年天文学家算出来了,有一颗小行星在多少年以后就要撞上地球,其后果不可思议。于是就从总统起先,联合全世界的科学家就要想方法应付它。最终这个电影里面,就派了一个宇宙飞船,就到了这个小行星,然后在那里挖洞,然后把核弹就塞在里面去,要把它炸碎掉。最终这几个宇航员回不来了,他们就献身了,回不来了。结果这一炸呢,有一点效果了。
3、这个小行星一炸两个,一块大的没撞上来,偏过去了。一块小的还是撞上来了,这块小的,从电影画面里面这块小的比大的要小得多。这个小的撞在海洋里,结果浪过来,整个纽约很快就扫平。这里面还有一些爱情故事,但撞击很可怕。那么这个事情究竟会不会发生?这个发生究竟有多可怕?我们有没有方法应付它,这个必需是考虑的。 全文: 这个讲演的题目就叫做找寻“丢失”的行星,大家留意到这个“丢失”是打引号的,事实上并不是丢失的。那么我这个讲题下面分四个内容:第一怎么样找到小行星,所谓“丢失”的行星就是小行星,怎么样找到小行星的过程。其次就是小行星的基本状况。第三小行星它是怎么样形成的?它究竟怎么来的?第四或许是大家最感爱好
4、的,这个小行星假如撞到地球上来怎么办?对我们有没有威逼?那么我们现在起先讲第一个,就是小行星的发觉过程。在这个之前呢,我想给大家说一下,在太阳系里面的几类天体,怎么区分?什么叫行星?什么叫小行星?什么叫彗星?什么叫流星?首先我们把行星提出来,所谓行星是指太阳系里面围着太阳公转运动的主要天体。或者说是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星,这九颗大行星的综合。那么行星又称大行星,事实上这个名字就是因为后来发觉小行星,我们的中文名字才有大行星一说。那么我们现在看小行星,太阳系里面除了大行星以外可以说统称为小天体。那么我们怎么来区分这些小天体?首先小行星,我把小行星和彗星都放在一
5、起对比,小行星是沿椭圆轨道运动的,而且这个椭圆是不太扁的。而彗星通常是沿着比较扁的椭圆轨道,甚至是抛物线,或者是双曲线,就是这个扁的椭圆轨道始终扁下去,扁到最终它就等于抛物线。然后抛物线甩开去就是双曲线,所以这个是小行星和彗星的差别。 其次个差别,小行星是不大简单挥发出物质的,它就是一块石头这样的东西。而彗星在接近太阳的时候,它有气体物质挥发出来,这是它们很大的区分。那么所谓小天体是指质量小,不是指体积小。那么这个就是用空间探测器拍到的小行 1 星,大家看这里有个比例尺,这个比例尺是20公里,那么可见这个小行星之小。这几个小行星尺度我们就不能讲直径了,因为它不是一个球,它的尺度不超过几十公里,
6、或者不大于一百公里。那么除了这两类小天体以外,还有一类更小的小天体,就是叫做流星体。我们通常说的流星是流星体闯入地球大气,流星体的速度可以高达每秒钟10公里到70公里。这个速度很快的,每秒钟十公里已经是子弹出枪口速度的十倍。子弹出枪口的速度也许每秒一公里,假如每秒七十公里那就更快,那么这个高速闯入地球,就和地球的大气发生摩擦,然后它就发热、燃烧、发光。这条光迹称为流星,所以流星和流星体是两个完全不同的概念,流星体是一块东西,流星是一个现象。 大家可能听到狮子座流星雨,一大批流星在一个短的时间内同时进入了大气层,那就会形成所谓流星雨,那是比较美丽的。那么小行星和流星体的主要区分就是流星体更小,小
7、行星、彗星、流星体统称为太阳系的小天体。这是一张流星照片,你看这个流星划过天空,下面是一些村庄、水。这是一颗火流星,流星中间特殊光明的称为火流星。你们都看过三国演义,对不对?诸葛亮死的时候,司马懿夜观天象,然后说一颗星星划过天空,他说孔明必死无疑。然后他就大举进攻了,他就怕诸葛亮。古人就是说天上掉下一颗流星,地上死了一个人。那么这个人官做得越大,这个流星就越大。这都是无稽之谈,这个就是火流星,最亮的火流星假如白天出现可以比太阳还亮。那么这是流星雨的绘画,请留意,我特殊说明,这是绘画。没有这样的流星雨,这么密密麻麻的。所以你们不要信任报纸上讲流星雨出现的描述,这是一种夸张的手法,主要对这种东西没
8、有做一个具体说明。我给你们看张照片,这张是流星雨的照片,这是真实的。这里就没有几颗流星了,这里有几条,而且这张照片必需要拍几分钟,在一瞬间之内可能就有一条。但是你在一分钟之内,它可能出现十条。这就相当好看了,你假如曝光非常钟,那你可能有几十条,就合成这么一张照片。所以越是美丽的流星雨照片你们越得提高警惕。那么这里我提出某种科学探讨的一种思路,有的时候有些数字或者有些图像比较惊奇,它表现出一种好玩现象,但是找不到这种道理,然后有人就舍命去想,没有道理也去想,往往会得出一些你想像不到的结果。 18世纪下半叶,哥白尼这个日心说已经确立了地位,牛顿的万有引力定律已经建立。当时已经知道了六颗大行星,包括
9、地球在内,水星、金星、地球、火星、土星、木星,它的运动规律已经全部驾驭好了。你们看看,我们来说一下这个状况,现在我们以地球到太阳的平均距离为一个天文单位,这个也许等于1.5亿公里,我们来量一下这六颗行星到太阳的距离,你们看:水星0.39,金星0.72,地球1,火星1.52,木星5,土星9.54,这个数字有规律吗?没有规律,一个比一个大。还有什么规律吗?看不出什么规律,对吧?有人就是动脑筋,就是这个人,这个人叫提丢斯,德国人。1766年,我们对他说得好听,他就是科学精神,说得不好听就是挖空心思,他就在想,这个数字怎么来的?他就想出这么个方法,从3起先写出一串数,每一个数比前面数大一倍,然后前面再
10、添一个零,就这个0、 3、 6、 12、 24、 48、9 6、192,对不对?这是一串数,没什么道理的,完全没道理的,这个你也不是几何奇数对不对?零拿掉是几何奇数,零放上去又不成几何奇数。然后把这些数字都加上一个4,那就变成下面这排, 4、 7、 10、16始终到196,妙的就在后面,然后他把全部的数字都除上10,然后这个惊奇的现象发生了,他把刚才我讲的行星到太阳距离的天文单位的数字放上去。你们看这个数字简直太妙了,这个是提丢斯数组,0.4,0. 39、0.7、0.72,地球当然是1,这个是1.6,1.52这里缺了一块,然后是木星5.2,这个土星是9,这个是10,然后这 个是天王星当时没发觉
11、,你们看这个现象很怪,他就这么动脑筋,动来动去,就找出这个数字。这个数字就叫提丢斯数组,尽然和行星到太阳的距离很相像。然后提丢斯留意2.8这个地方,少了一个星,所以我们说找寻“丢失”的行星,这个 2.8,根据他的数组应当有颗星,这没有,他没吭声。 那么后人差不多同时代的人波得,他在1772年就公布提丢斯的发觉,并且他就声称这个地方应当有颗行星。这个就是我们前面讲的一串好玩的数字,惊奇的数字,尽然有一个地方不符合他的规律,他就大胆预报这里有一颗星,这件事情就称为提丢斯-波得定则。妙了!1781年,赫歇耳,赫歇耳是一个德国籍的英国天文学家,他原来是音乐家,搞音乐的。他发觉了天王星,是偶然状况下发觉
12、天王星。大家留意,我们现在知道九大行星,前面几颗行星是没有方法说谁发觉的,就知道了。真正说到发觉的是天王星、海王星、冥王星,因为人类老早就知道什么水星、金星,你查是哪一个人发觉的,谈不上发觉。当时1781年赫歇耳发觉了天王星,结果他到这个太阳的距离尽然是19.2天文单位,而提丢斯数组下面,已经有这个数字。还没有发觉天王星,这个数字19.6,那么这个事情就更加惊奇了,对不对?所以这个就变得特别奇异了,于是就有人企图找这颗星。1785年天文学家查哈,他试图组织力气要找这颗“丢失”的行星,这颗星究竟有没有?1806年9月查哈和另外五个天文学家,他们自己的原文,把它翻成中文就是:他要组织一次叫天空警察
13、支队,以跟踪和捕获太阳系中逃亡的子民,要把它抓住。他希望要找一个出名的观测家,意大利的天文学家皮亚齐来参与找寻。这个要用望远镜,对不对?要有阅历,随意讲讲没有用的。他们还没有找到皮亚齐,皮亚齐已经发觉这颗星了。这个发觉呢,是有点偶然性,你们学过哲学,偶然中间有必定。他并不是观测去找这颗星,他是在编一份星表,那么他就要大量观测,他发觉有一颗小星,在其它恒星中间的位置每天是不一样的。恒星之间的位置是大体上不动的,你过十年、二十年它不会动的,比如三颗星组成一个三角形,明天还是个三角形,后天还是个三角形。但这颗星今日在三角形这个地方,明天到这个地方,后天到这个地方,在移动。那么他以为是彗星,他连续观测
14、了6个星期,生病了。生病当然不观测了,但是他没有算出这颗行星的轨道,所以他生病完了以后,他再去观测,找不到了。 然后他就写信请人帮忙,那么这个时候就是高斯,高斯是一个特别出名的数学家。他当时已经独创了一种方法,现在我们知道,就是最小二乘法,只要有三次观测,三次不同时间的观测,就可以确立这个轨道。然后高斯就帮助计算,皮亚齐已经观测六个星期,他有一批观测资料,高斯依据这个观测资料就算出来轨道。这个轨道就在火星和木星之间,就是火星和木星的轨道之间有一颗星,算出来找就有目标了。他起先是偶然看到它,一算出来就起先找了,根据预报的位置找了,很快找到,最起劲的那位天文学家查哈,他依据高斯的预报一下找到这个小
15、行星,但是第一个发觉的人是皮亚齐,所以这个命名权在皮亚齐那里,他把它命名为谷神星。这就是发觉的第一颗小行星。 奥伯斯曾经做过医生,他在一个偶然的机会,发觉了其次颗行星,后来命名为智神星,比谷神星略微小一点。一算这个轨道,这两颗行星的轨道很接近。那么就要思索了,所以奥伯斯就有一个大胆的猜想,他认为在提丢斯数组2.8的地方,原来可能是有一颗大行星,这个大行星爆炸,碎裂成小的行星。所以这里应当不止两个,应当还有。而且它们既然是从一个地方爆炸的,那么这些小行星的轨道应当在这个爆炸点都相交,对不对?某一个时候都会通过这个爆炸点,那么反过来说假如我盯着这个爆炸点观测,就去故意要找小行星,这个机会就比较大。
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