当前位置: 观测器 >> 观测器优势 >> 天王星是如何被人们发现的,研究天王星的理
导语:人们在研究宇宙的时候,总会有很多人作为研究宇宙的第一人,天王星是如何被人们所发现的,人们在发现天王星的时候,做出了怎样的努力?人们一次次的研究使得人们在宇宙的研究中取得了非凡的成就。
01人们发现的天王星
1、人们的观察
星际天文学之父威廉·赫歇尔,原本是德国人,后来改为英国人,担任过英国籍音乐家,在音乐界也有很高的声望,他在年刚开始学习天文学,便从音乐转到天文学,在天文学方面,他也是个大师,他不仅懂得音乐,而且还会做望远镜,他一生制作了多个望远镜,最大的口径为12米,他的仪器甚至比当时格林尼治天文台的仪器更强大。
年11月15日-年8月25日,弗雷德里克·赫歇尔自进入天文领域以来,他每天都在自家的院子里用望远镜观察星星,年3月13日,“威廉·赫歇尔”观测到一颗星星,但这颗星星不是恒星,因为它会移动,而且相对位置会发生变化,因此它不属于已知的那几颗行星,而“威廉·赫歇尔”认为这是一颗彗星,于是他试图用抛物线和椭圆轨道来检验,结果发现这颗星星不是彗星,而这颗星星的轨道非常接近正圆。因此,他推测它是一颗行星,通过计算,这颗行星的距离大约为19个天文单位,它的轨道半径可能比土星大近一倍。
2、天王星的发现
因此,他用“提舍斯-波德公式”n=6时,得到的解是a=19.6AU,和他计算出的19AU相差不大,这一发现立刻轰动了天文界,因为“WilliamHershel”所发现的那颗行星,就是太阳系中的那颗行星,第七颗行星——天王星。
02遇到的问题
“提舍斯-波德公式”在天王星被发现后面临两个问题。第一个问题:“提舍斯-波德公式”n=3,解出a=2.8AU,但行星离太阳不会很近,距离2.8个天文单位。第二个问题:天王星的运行轨道可能发生“扰动”。
天文力学中,确定一颗行星的轨道必须有6个参数:轨道倾角,升交点黄经,离心率,最近点辐角,椭圆半长轴,平近点角。这些参数被称为“轨道参数”或“轨道根数”,一旦这6个参数被确定,行星的轨道也被确定。
Lapras于年确定了天王星的轨道参数,但问题是,天王星的轨道参数是否已经确定了,是否会与实际观测结果有差异,原因是每次观察天王星的位置,与理论预测的有偏差,越长的轨道越差,天王星的椭圆轨道将发生变化,这就是天王星的椭圆轨道,如果说天王星的轨道有进动,那么应该是整个椭圆轨道都在移动,而存在椭圆轨道的天王星自身也将发生变化,这就是“Tisheres-Pode公式”第二个被质疑的地方。
03天王星的发现对于人们的影响
天王星的发现,使当时的天文学家更确信“提舍斯-波德公式”的正确性,那时许多天文学家都开始寻找火星与木星之间那颗行星。一八零一年一月一日,意大利天文学家皮亚兹在漫天繁星中发现了一个小光点,它的轨道并不是抛物线,也是一个近似正圆的椭圆,通过计算,这个小光点的轨道半径为2.77AU,而2.8AU的解已经非常接近,当时天文学家们已经把它定为火星与木星之间的行星,并且给它起了个名字——谷神星·塞雷斯。
惟一不同的是,这颗行星的体积有点小,平均半径不到公里,以至于当年的天文学家在追踪观察谷神星时,都没能追踪到它,后来“奥伯斯”又发现了它。一八零二年,奥伯斯又发现一颗类似谷神星的行星智神星。其他天文学家分别在年和年发现了两颗类似于“谷神星”(婚神星和灶神星)的行星,但由于它们都很小,天文界并不把它们称为行星,而是将它们统一归类为“小行星”。
从理论上说,天王星的轨道会改变,这一解释就是,在天王星附近,还存在其他大质量物体,这一大质量物体的万有引力对天王星产生了不可抗拒的干扰,因此,这一轨道会改变。两个人,英国数学家亚当斯和法国数学家勒维耶,通过计算,确定了影响天王星的轨道参数。
勒维耶一位天文老师,但他很擅长数学,年,35岁的“勒维耶”写了一篇论文《论天王星的运动异常》,并寄给了法国科学院,这篇论文受到了法国科学院成员的高度评价,并公开发表了出来,文章中详细预言了新行星的轨道、周期等信息,包括新行星的位置,但遗憾的是,巴黎天文台没有抓住这次机会,在不到一个月的时间里,德国柏林天文台的天文学家“伽勒”,根据“勒维耶”的预言,真正发现了一颗新行星,其位置与“勒维耶”的预言相差无几,这颗新行星就是“海王星”。影响天王星运行轨道的行星也最终被发现。
一年前(年),英国格林尼治的天文台主任艾瑞(Erie)就收到了他寄来的一份由年龄只有25岁的“亚当斯”写来的论文,这份论文基本上与“Levier”的内容一样,也是通过天体力学对海王星做出的预言,而且结果与“Levier”非常接近,因为“Erie”没有把年龄只有25岁的“Alexander”当回事,把他的论文扔在一边,否则海王星恐怕要提前一年发现。
海王星的轨道半径与其实际距离相差很大,因此说“提丢斯-波德公式”只是个经验公式,没有任何理论基础,也不能简单地说是巧合,但也正是由于这一点,才鼓励人们去探索其他行星,因此才发现天王星、小行星和海王星,这也推动了天文事业的发展,如今已无人再使用“提丢斯-波德公式”。
结语:人们在研究天王星的时候所取得的成就,在人们研究宇宙的时候却发现并不是那么的使用,会不会宇宙中的每一个天体都是人们所无法用同一个理论去解释宇宙中的天体,宇宙中的天体在人们的眼中依然是秘密。