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楼主: Mr.Lobster

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发表于 2013-4-17 13:42:59 |显示全部楼层
高斯的计算相当精确地给出了谷神星的轨道,它的半径被确定为2.77天文单位,与提丢斯-波德定则吻合得很好(误差只有1%)。看来人们终于找到了位于火星与木星之间的新行星。事实上,早在谷神星被找回之前,对提丢斯-波德定则深信不疑的波德就已急不可耐地将之称为行星了。不过在欣喜之余,天文学家们也感到了一丝困惑:谷神星被皮亚奇发现时的视星等只有8,不仅无法与金、木、水、火、土五大行星相比,甚至比遥远的天王星还暗淡得多,一颗距地球如此之近的行星,为什么会如此暗淡呢?

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发表于 2013-4-17 13:43:29 |显示全部楼层

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发表于 2013-4-17 13:43:45 |显示全部楼层
1、当然,这里采用是现代的表述方式,提丢斯本人的表述是这样的:“将太阳到土星的距离分成100份,那么水星与太阳被4个这样的部分所分隔;金星被4+3=7个这样的部分所分隔;地球被4+6=10;火星被4+12=16;......所分隔”。

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发表于 2013-4-17 13:44:03 |显示全部楼层
2、直到1772年再版后,提丢斯才用一个字母“T”(他的姓氏首字母)标明自己所注的内容。而到了1783年,不知是否是出于对波德“借用”其成果的不满,他又过分慷慨地将自己发现的这一经验规律归功给了德国哲学家沃夫(ChristianvonWolff),其实沃夫只是曾经列出过行星轨道半径的相对大小,并未提出或暗示过任何经验规律。

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发表于 2013-4-17 13:44:19 |显示全部楼层
3、提丢斯虽然未敢在太岁头上动土,不过比提丢斯更大胆的人也是有的。事实上,早在十六世纪末,开普勒就曾猜测过火星与木星之间存在着行星(他还猜测水星与金星之间也存在行星)。在提丢斯之前大约五年,德国哲学家兰伯特(JohannHeinrichLambert)也曾猜测过火星与木星之间的行星。

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发表于 2013-4-17 13:44:37 |显示全部楼层
4、高斯在计算中采用了他自己1794-1795年间发展起来的,后来被称为“最小平方法”的方法。不过他直到1809才发表这一方法,从发表时间上讲晚于法国数学家勒让德(勒让德于1806发表了最小平方法)。

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发表于 2013-4-17 13:45:01 |显示全部楼层
5、确切地讲,Ceres只是皮亚奇为谷神星所取名字的前半部分,他提议的全名是CeresFerdinandea,其中Ferdinandea是当时那不勒斯和西西里的统治者。与赫歇耳当年提议的“乔治星”一样,Ferdinandea这个带有政治意味的名称也立刻就被天文学家们丢弃了。

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发表于 2013-4-17 13:45:17 |显示全部楼层
七. 名份之争

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发表于 2013-4-17 13:45:29 |显示全部楼层
正当人们为谷神星感到困惑的时候, 更大的麻烦出现了: 1802 年 3 月 28 日 - 距离谷神星被重新发现仅仅过了三个多月 - 与扎克几乎同时找回谷神星的奥伯斯在试图观测谷神星的时候, 意外地发现了另外一颗移动的星星。 这个天体后来被他称为派勒斯 (Pallas), 这是希腊神话中的智慧女神 - 也叫雅典娜 (Athena)。 在中文中, 这一天体被称为智神星。

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发表于 2013-4-17 13:45:47 |显示全部楼层
智神星被发现之后, 高斯立刻用自己的新方法计算了它的轨道, 结果发现它的轨道虽然不太圆, 但平均半径与谷神星几乎完全一样, 也是 2.77 天文单位。 这下麻烦大了, 一个轨道区域居然挤进了两颗行星, 这真是前所未闻的怪事, 简直比缺了一颗行星还让人觉得不可思议。 如果说发现谷神星带给大家的是喜悦, 那么智神星的出现就多少有点令人尴尬了。 谷神星的卧榻之侧居然有智神星酣然沉睡, 这可能吗? 这可以吗? 急性子的波德率先对智神星投下了不信任票, 他猜测奥伯斯发现的只是一颗彗星 (彗星真可怜, 总是被人拿来当替代品)。 要说波德的这一怀疑还真是有点厚此薄彼, 想当初谷神星尚在越狱潜逃期间, 他就热情万丈地以行星头衔相赠, 而现在智神星只不过晚来了几个月, 就怀疑人家是彗星世界的奸细。

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发表于 2013-4-17 13:46:01 |显示全部楼层
【地球 (右)、月球 (左上)、谷神星 (左下) 大小对比】
【地球 (右)、月球 (左上)、谷神星 (左下) 大小对比】.jpg

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发表于 2013-4-17 13:46:18 |显示全部楼层
这时候行星观测的元老级人物赫歇耳出来放话了, 他说依我看这两个天体谁也没资格当行星, 因为它们都太小了, 只能称为小行星 (asteroid)[注一]。 在人们大都期盼新行星的时候, 赫歇耳说出这样的话来多少有些扫大家的兴, 但以他的身份, 说话自然不会是信口开河。 那么他的依据何在呢? 原来他老人家已经悄悄为这两个暗淡的小家伙度量了 “身材”, 结果发现它们的直径只有两百多公里。 这样的直径还不到月球的十分之一, 又岂能有资格坐在行星的宝座上? 今天我们知道, 谷神星的直径实际有将近一千公里, 智神星也有五百多公里, 远远大于赫歇耳的估计 (但仍比月球小得多)。 不过这倒也不能怪赫歇耳, 这两个天体实在太小, 小到了就连他的望远镜也无法通过观测其圆面来判断大小, 而只能通过间接手段进行估计, 从而误差很大。 不过一开始人们所不知道的是, 谷神星的小其实让赫歇耳吃了一个不大不小的哑吧亏: 在谷神星 “潜逃” 的那些日子里, 嗜观测如命的赫歇耳也当仁不让地加入到了追捕者的行列, 却也象其他人一样铩羽而归。 他之所以失败, 部分原因就是因为他以为凭借自己天下无双的望远镜, 应该能像发现天王星那样直接从圆面上发现谷神星, 结果却阴沟里翻了船。 谷神星即便在他的望远镜里, 也依然保持了苗条的身材, 丝毫不显山露水。 究其原因, 都是太小惹的祸。

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发表于 2013-4-17 13:46:33 |显示全部楼层
现在该是它为自己的 “小” 付出代价的时候了。

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但赫歇耳的这一提议却遭到了很多人的反对。 客气的将之视为文字游戏, 不客气的则干脆认为赫歇耳之所以这样提议, 目的乃是要让自己发现天王星的贡献盖过皮亚奇和奥伯斯发现谷神星和智神星的贡献 (看来荣誉有时还真是一种包袱)。 也许归根到底, 是人们期待新行星已经期待得太辛苦, 实在不想失去已经被发现的新 “行星”。 不过皮亚奇和奥伯斯这两位发现者本人反倒是没有介意, 他们同意了赫歇耳的观点 (皮亚奇提议用 planetoid 取代 asteroid, 但在谷神星和智神星不具有行星资格这点上他并无异议)。

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这场早期的行星名份之争并未持续太久。 两年之后, 1804 年 9 月 1 日, 德国天文学家哈丁 (Karl Harding) 在火星与木星之间又发现了一颗新天体, 这颗新天体很快被命名为婚神星 (Juno), 它的轨道也基本满足提丢斯-波德定则的预期。 这下算是热闹了, 在火星和木星之间抢夺行星宝座的天体由两个变成了三个。 不过热闹是热闹了, 同时却也成为了最终葬送所有候选者荣登行星宝座机会的导火索。 正所谓 “三个和尚没水喝”, 没有新行星虽然令人失望, 可新行星太多了却更让人受不了, 于是大家逐渐同意了赫歇耳的提议, 将这几个小家伙通通贬为了 “小行星”[注二]。 后来的观测表明, 在火星和木星之间存在着成千上万的小行星, 它们环绕太阳组成了一个美丽的小行星带。

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