“算”出来的行星

1985 年底,1986 年初,哈雷慧星又来地球“访问”。消息早在几年前已经披露——当然这是靠数学的计算,这一点今天已不再会有人怀疑,因为当今人们不仅能准确地算出慧星哪年临近地球,甚至能算得它哪月哪日在天空何方位,当然也能算出慧星离开地球的日期(1986 年 5 月底)。这要是在几百年前几乎是不能想象。由此亦可看出数学的功力(当然也包括天文观测手段)。

早在 18 世纪,利用数学计算找出太阳系的一颗新星(谷神星)的故事, 在当时还是颇为振奋人心的。

1772 年,德国天文学家波德发现了求太阳与行星距离的法则——波德定律。若设地球和太阳的距离为 10,则依此定律可算得当时已知各行星与太阳的距离分别为:

星名

与日距离

4

7

10

16

52

100

上表中各数各自减去 4 以后得下面一列数: 0,3,6,12,48,96。

细心的读者也许已观察到了它们之间的一些规律:倘若在 12 和 48 之间

再添上一个 24 的话。则从第三个数起,后面每个数均为其前面的两倍。

1781 年,天王星被发现,人们又算得它与太阳的距离是 192,这恰好是依照上面规律那一列数中 96 的下一个数(但它没有减 4)。这一发现引起了人们的极大兴趣与关注,人们也在猜测:

在与日距离为 28 的地方应该有一颗行星。

几十年过去了,天文观察家们却一无收获。不久德国数学家高斯利用数学公式终于计算出了这颗行星的轨道,这样于 1801 年 12 月 7 日,人们按照数学家的计算,终于找到了这颗行星——谷神星,它与太阳的距离是 27.7。

然而事情并没有结束,谷神星直径仅有770 公里,为地球6%,木星的0.55

%,在火星与木星之间,大小太不相称。后来人们又在这些空隙里陆续发现许多小星——小行星,数目到目前为止已达 2000 多个。