首頁 在別的星球上

海王星 軌道與運行——海王星的發現

我們正在越來越深入宇宙空間,因為離開天王星去海王星所要跨越的路程相當漫長。海王星的龐大軌道接近圓形,離太陽足足44.94億千米,以至於海王星的運行異常緩慢,繞軌道走完一圈需要164年280天(1)。比天王星更甚的是,我們在地球上幾乎看不到海王星在天空中的位移。

海王星直到上世紀才為世人所知,盡管在此之前已有人預測了它的存在;海王星的發現過程值得我們留點時間討論一番。海王星是最能彰顯人類數學天才的豐碑之一,它的發現成就了法國天文學大師勒維耶。

天王星被發現後,人們發現它的運行呈現出明顯的不規律性;通過數學計算得出的天王星在軌道上的連續位置並不與它實際被觀測到的位置相吻合。在行星運行的過程中,距日遠近不是決定軌道運動的唯一因素;其他行星的引力也會使它的軌道運動受到幹擾。然而,木星和土星的影響不足以解釋天王星所受的這種攝動,因此人們將這一現象歸因為一顆尚不為人所知的行星的存在,這顆行星就是勒維耶著手研究的對象。

確定這顆行星的各要素所需的計算量是驚人的,計算工作實際持續了一年多的時間。勒維耶從一個暫時既定的軌道出發——因為在計算之初需要有個定值——一點一點地實現了對未知行星軌道——在這一軌道上,未知行星應該具備可滿足攝動條件的位置和質量——更加精準的定位。1846年8月31日,這位天文學大師將計算結果向法國科學院進行了匯報,他甚至精確計算出天文望遠鏡要朝向天空中的哪一點才能找到這顆行星。接著,伽勒於同年的9月23日在柏林天文台第一次觀測到海王星,位置和勒維耶預測的一樣。

下麵要補充的逸事絲毫無損於勒維耶的榮光:在此之前,一位名叫亞當斯的英國劍橋學生也計算出了近似的結果,並將計算結果提交給格林威治天文台台長,但後者並沒有立刻對此給予重視。等到勒維耶公布了其計算結果,人們才想起被人遺忘的亞當斯,並發現二人都推算出了同一個位置!