一个奇妙的天文数列
早在 1766 年,德国一个叫提丢斯的中学数学教师发现,水星、金星、地球、火星、木星和土星与太阳的距离形成一个有趣的级数关系:
0 0.3 0.61.2 2.4 4.8 9.6 19.2⋯⋯
每个数都比前一个数大一倍。再把这个数列中的每一个数都加上 0.4, 得出另一个数列:
0.4 0.71.01.6 2.8 5.2 10.0 19.6⋯⋯
提丢斯提出,假设地球与太阳之间的距离作为一个衡量单位,即一个日地距离。那么,除了 2.8 这个数之外,其余数正好分别相当近似地表达了各行星到太阳的距离,即:
水星 |
金星 |
地球 |
火星 |
? |
木星 |
土星 |
---|---|---|---|---|---|---|
0.4 |
0.7 |
1.0 |
1.6 |
2.8 |
5.2 |
10.0 |
15 年后,赫歇耳发现了天王星,它与太阳的距离刚好近似 19·6,与提丢斯数列恰恰吻合。
这个奇妙的天文数列应验了。人们不禁要问,数列中“2.8”这一空间, 即火星与木星之间处是什么呢?
于是,有的天文学家大胆推测,此区域绝不会是空档,可能存在着一个未知行星。果然不出所料。1801 年一 1809 年间,天文学家们陆续发现了“谷神星”、“智神星”、“婚神星”、“灶神星”等。这些围绕太阳公转的天体又恰好都在“提丢斯定则”的 2.8 区域。显然,火星、木星之间存在的不只是一个小行星,而是一批小行星。目前人类已经掌握运行轨道、编号命名的小行星已有 3000 多颗,估计小行星总数在 50 万颗以上。这是一个小行星带。这些小行星的体积都不大,最大的一颗直径仅是月球直径的 1/5,其余都在 50—70 公里左右,最小的才有 200 米。
为什么火星和木星之间的这个空档处不是一颗大行星,而是一个小行星带呢?这众多的小行星是一颗大行星破裂的产物,还是在太阳系形成初期, 未来得及积聚成一颗大行星的“半成品”呢?至今仍旧是个谜。