计算出来的行星——海王星

目前,天文学方面的天象预报几乎可以精确到秒的级别。对于时间跨度达到数百年乃至数千年之前的天文现象仍能做出比较精确的预言。某些比较显著的天文现象,如日食、月食等,甚至被当做确定某个历史时期的重要依据。相信大家都知道,这是牛顿力学的功劳。但这一切实在是来之不易的。牛顿力学诞生后直到1846年,人类才能够十分有底气地说:理论上我们可以确定每一颗行星的具体位置,哪怕它是从未被发现过的。因为在这一天,人类没有借助直接观测,而是完全依靠数学计算,确定了一颗未知行星的位置。并且马上就被观测结果所证实。由于这一结果是在1846年9月23日发现的,因此这一天被称作“牛顿力学最辉煌的一天”。

计算出来的行星——海王星

太阳系八大行星,最外侧为海王星 来自网络

事情是这样的,1781年的3月31日,威廉.赫歇尔成功发现了天王星。这一发现引起了许多人对它的观测。众多天文学家一起努力,很快,天王星的运行情况就被摸得清清楚楚了。实际上在威廉.赫歇尔发现天王星以前,也有人发现它的踪迹了。但利用之前的观测结果进行计算却发现两者的计算结果不一样。这不是一个人的问题,而是几乎所有人算出的结果都有一定的偏差。这种现象不断困扰着天文学家们。

计算出来的行星——海王星

天王星 来自网络

后来,更奇怪的事情出现了:长时间的观测,人们发现其速度忽快忽慢,完全与牛顿力学计算出的结果不符。这下科学家们都慌了,难道牛顿力学不具有普适性?不适合天王星?每个人都不愿意相信这个结果。因为牛顿力学诞生一百多年来,大到天体运行,小到重物坠落,无一不可以使用牛顿经典力学进行解释。但现在天王星这遇到挑战了,牛顿力学不适用了。

在这样的背景下,“未知行星”的说法逐渐占据了主导。既然有这样的假说,人们便开始进行观测。只不过由于距离十分遥远,又没有具体的位置信息,因此许多观测都没有什么收获。于是科学家们便转换思路,利用天王星运动的不规律进行逆推。由于这是一个十分复杂又麻烦的问题,许多科学家都放弃了。不过事实证明,态度决定一切。这个问题被两个年轻人解决了。

计算出来的行星——海王星

亚当斯 来自网络

法国天文学家勒维烈对这个问题发起了冲击并成功解决。最后由其好友加勒成功观测。与此同时,格林尼治天文台台长也马上发表了一篇名叫亚当斯的天文学家写出的一篇论文,该论文中的计算结果与勒维烈的基本一致。因此可以说这可未知行星是由两人共同发现的。后来这颗行星被勒维烈建议用海参波塞冬的名字命名,于是翻译成中文就被称为“海王星”了。

计算出来的行星——海王星

海王星 来自网络

海王星的发现不但没有扳倒牛顿力学,反而成为了牛顿力学的垫脚石。因为它是运用牛顿力学在笔尖下发现的,因此发现的那一天也被称为“牛顿力学最辉煌的一天”。


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