为什么人们说海王星是“在纸和笔尖上找到的新星”?

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为什么人们说海王星是“在纸和笔尖上找到的新星”?插图

自从赫歇尔发现天王星以后,天文学家对天王星不按正常轨道运行的“越轨”行为大惑不解。这样过去了64年,天王星运行轨道之谜一直没有解开。

由于当时航海事业的需要,迫切要求天文学家编绘出正确的行星运行表。所以,为了揭开这个谜,世界上有许多天文学家为之弹精竭虑。1840年,德国天文学家贝塞耳提出一种看法,他认为:在天王星轨道外面,一定有一颗别的行星,在它的引力影响下,“扰乱”了天王星的正常运行轨道。贝塞耳的观点言之成理,一时间世界各地的天文台掀起了寻找这颗神秘的未知行星的热潮。

这样又是5年过去了,在茫茫星海中却怎么也找不到它。天文学家们真有些束手无策了,于是他们想到了数学家

1845年的一天,巴黎天文台台长阿拉贡对数学家勒威耶说:

“勒威耶先生,赫歇尔发现天王星已经64年了,可是天王星的轨道一直没有弄清楚。布瓦尔在计算上的差错越来越大。所以,想请你担此重任,重新计算。”

“让我考虑考虑!”勒威那心中没有把握,不敢说什么大话。

从1690年到1771年的81年中,格林尼治天文台的弗拉姆斯奇特和其他一些学者,就对天王星进行过不下20次的观测。这比赫歇尔发现天王星最早的一次要早91年,比最迟的一次也要早10年。但是由于距离太远,又缺乏精密的观测仪器,他们都错误地认为它是一颗恒星,而把它列入了恒星表中。1781年,赫歇尔正式发现了天王星。到1821年,40年过去了,积累了一些新的观测资料,巴黎天文台的数学家布瓦尔就根据这些材料对天王星的轨道进行计算。不料这一算,算了24年,愈算漏洞愈大,布瓦尔深深地陷入了困惑之中。

就是在这种情况下,阿拉贡向年轻的数学家勒威耶提出重新计算天王星轨道的要求。

勒威耶想:“会不会像贝塞耳他们推测的那样,有一颗尚未发现的行星起着作用呢?真那样的话,首先要找出这颗新行星。否则,天王星的轨道是永远也算不准的。”

这样,勒威耶就开始利用纸和笔来寻找这颗未为人知的新行星。

说来也巧。这时在英国的剑桥大学数学系有个23岁名叫亚当斯的学生,读到了格林尼治天文台台长文利的著作《最近的天文学》,从中得知了天王星轨道之谜,自天王星被发现以来,虽经64年却一直悬而未决,当即对它产生了浓厚的兴趣。他综合当时天文学家对天王星轨道的观察资料进行分析,也认为是一颗尚未被发现的行星的引力,影响了天王星的运行轨道。为了寻找这颗未被发现的行星的踪迹,亚当斯特地登门求见了格林尼治天文台台长文利,从他那里借来了全部观测资料,干劲十足地埋头计算了起来。

真是“初生牛犊不怕虎”,许多有名望的天文家、数学家都对这项计算工作望而生畏,生怕一旦计算有误会毁了自己的名声,所以都不敢冒这个险。可是,亚当斯却一点思想负担也没有,放开胆量算得津津有味。经过4年的努力,1845年10月21日,他终于完成了计算,并把计算结果送给了格林尼治天文台的台长文利,还要求文利组织人员用最好的大型望远镜来查找这颗新星。可惜文利台长并不是一位识才的“伯乐”,而是一位思想保守的老学究。他把亚当斯的研究报告一目十行地浏览了一遍。“一个初出茅庐的毛头小伙子,实在太好高骛远了。”他摇摇头,自言自语地说,一边随手把亚当斯的报告锁进了他的办公桌抽屉里。

就这样,“小雄鸡”预报黎明的初啼,被这位目中无小人物的长者封杀了。

一年以后,在巴黎,应巴黎天文台台长阿拉贡的邀请,计算天王星轨道的数学家勒威耶也算出了这颗新星的运行轨道并预报了它所在的位置。

为什么人们说海王星是“在纸和笔尖上找到的新星”?插图(1)

信息灵通的文利台长很快就读到了勒威耶的研究报告,觉得似曾相识。最后终于想起了被他锁进抽屉的亚当斯的报告,他忙把亚当斯的报告找出来一比较,发现勒威耶预报的未知新星的位置仅与亚当斯的预报相差1度!如此惊人的一致,使文利惊诧不已,他意识到自己在无意中充当了一回科学的刽子手。在一种赎罪心理的驱使下,他迅速把情况通知了剑桥大学的天文学者。剑桥大学的天文学者立即启动大型望远镜,按照勒威耶和亚当斯预报的方位进行搜索,也许是天公有意要让这位老者为自己的过失悔恨一辈子,剑桥大学的天文学者们连续探测了几夜,都一直未能找到这颗新星。
再说在巴黎,勒威耶向阿拉贡台长交出了研究报告后,就给他远在柏林天文台的友人加勒写了封信,信中详细介绍了新行星的位置,还预测它的亮度约为9等星*

在收到信的当天晚上,也就是1846年9月23日晚上,加勒和他的两个助手一起,把望远镜对准了勒威耶信中所说的那片天空,他们搜索了7个小时,终于发现了太阳系的第8颗行星——海王星。
海王星是由勒威耶和亚当斯两位数学家各自用数学方法推算出来的。所以,人们说海王星是“在纸和笔尖上找到的新星”。今天,天文学界一致认为,海王星的发现者是法国的勒威耶、英国的亚当斯和法国的加勒。

海王星的发现,立刻轰动了整个科学界,因为它不仅证实了牛顿的万有引力定律,同时也证实了哥白尼的日心说。

*表示星体亮度的等级,称为星等。亮度越大,等数越小。

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