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        哥白尼與日心說

        2024-01-16 04:56:18羅方揚
        科學(xué)大眾 2023年24期
        關(guān)鍵詞:日心說托勒密哥白尼

        □文、圖/羅方揚

        托勒密的地心說提出后,傳播到歐洲各國和阿拉伯世界,占據(jù)統(tǒng)治地位長達1 000多年。在這個漫長的時期里,隨著觀測儀器的改良,人們對行星的觀測精度有所提高,也發(fā)現(xiàn)了托勒密的數(shù)據(jù)不夠精確,已經(jīng)不能推算行星速度和逆行的位置了。這樣一來,人們就對地心說提出疑問了。

        16 世紀(jì),波蘭天文學(xué)家哥白尼在經(jīng)過大量的計算和觀測后,提出了日心說。日心說指出,地球和金、木、水、火、土各行星(當(dāng)時還沒發(fā)現(xiàn)天王星和海王星)是圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的。月亮圍繞地球公轉(zhuǎn),同時地球又帶著月亮圍繞太陽轉(zhuǎn),而天上的恒星都要比各行星遠得多。對于行星的逆行現(xiàn)象,哥白尼指出是因為行星繞日公轉(zhuǎn)的角速度不同,所以在地球上看去,才有逆行現(xiàn)象。在這張油畫中,我索性就把哥白尼的頭像畫在太陽中,周圍是各行星繞太陽公轉(zhuǎn)。

        一個新學(xué)說的提出,并沒有那么容易讓人接受,日心說也不例外。阻力來自兩個方面:一方面是羅馬教會,教會宣布日心說為邪說,到處打壓,甚至燒死了堅持日心說的意大利科學(xué)家布魯諾;另一方面是保守的天文學(xué)家,他們還是相信托勒密的學(xué)說。

        保守派甚至提出一個非常尖銳的問題:若是地球確實繞太陽公轉(zhuǎn),那么在每年的1月和7 月(即地球位于太陽兩側(cè)的時候),我們應(yīng)該能看到恒星的視差角。因為每隔半年,地球在太陽兩側(cè),所以這個視差角叫作恒星的周年視差角。

        這個問題確實是從科學(xué)上進行提問,若是測不出恒星的周年視差角,日心說就無法真正讓人信服。但憑當(dāng)時的測量儀器,根本測不出這么小的角度。這個尖銳的問題把日心說逼到了墻角。

        時間一點點過去,到了19 世紀(jì),測量技術(shù)不斷得到提高。人們造出了量日儀,可以很精確地測出太陽的直徑,它也可以用來測恒星的周年視差角。1838 年,德國天文學(xué)家貝塞爾利用量日儀終于測出了天鵝座61 星的視差角,為0.31 角秒。這個角有多小呢?差不多就是把一枚1 元硬幣放在16.6 千米遠處觀看時的視角。測出恒星周年視差角之后,再把已知的地、日距離作為基線,就可以用三角測量法算出恒星的距離了。據(jù)此,貝塞爾測出天鵝座61 星距離地球約10.4 光年(現(xiàn)在的數(shù)據(jù)為11.4 光年)。

        隨后,織女星、半人馬座α 星等恒星也陸續(xù)被測出距離。恒星周年視差角的測出,算是徹底證明了日心說的正確性。也正是從這一刻起,人們的目光才算真正跳出太陽系,對恒星世界的認知又進一步擴大和加深了。

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