全面了解太陽系-谷神星

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谷神星(1 Ceres)是人們最早發(fā)現(xiàn)的第一顆小行星,由意大利人皮亞齊于1801年1月1日發(fā)現(xiàn)。其平均直徑為952公里,是小行星帶中最大最重的天體。

(發(fā)現(xiàn)):

1766年,德國有一位名叫提丟斯的中學數(shù)學教師,把下面的數(shù)列:

3,6,12,24,48,96,192……的前面加上0,即:

0,3,6,12,24,48,96,192……然后再把每個數(shù)字都加上4,就得到了下面的數(shù)列:

4,7,10,16,28,52,100,196……再把每個數(shù)都除以10,最后得到:

0.4,0.7,1,1.6,2.8,5.2,10,19.6……

令提丟斯驚奇的是,他發(fā)現(xiàn)這個數(shù)列的每一項與當時已知的六大行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星)到太陽的距離比例(地球到太陽的距離定為1個單位)有著一定的聯(lián)系。

提丟斯的朋友,天文學家波得深知這一發(fā)現(xiàn)的重要意義,就于1772年公布了提丟斯的這一發(fā)現(xiàn),這串數(shù)從此引起了科學家的極大重視;并被稱為提丟斯——波得定則,即:

當時,人們還沒有發(fā)現(xiàn)天王星、海王星和冥王星,以為土星就是距太陽最遠的行星。

1781年,英籍德國人赫歇爾在接近19.6的位置上(即數(shù)列中的第八項)發(fā)現(xiàn)了天王星,從此,人們就對這一定則深信不疑了。根據(jù)這一定則,在數(shù)列的第五項即2.8的位置上也應該對應一顆行星,只是現(xiàn)在還沒有被發(fā)現(xiàn)。于是,許多天文學家和天文愛好者便以極大的熱情,踏上了尋找這顆新行星的征程。

1801年新年的晚上,意大利天文學家皮亞齊還在聚精會神地觀察著星空。突然,他從望遠鏡里發(fā)現(xiàn)了一顆非常小的星星,正好在提丟斯——波得定則中2.8的位置上?墒,當皮亞齊再想進一步觀察這顆小行星時,他卻病倒了。等到他恢復健康,再想尋找這顆小行星時,它卻不知去向了。皮亞齊沒有放棄這一偶然的機會,他認為這可能就是人們一直沒有發(fā)現(xiàn)的那顆行星,并把它命名為“谷神星”。

天文學家對皮亞齊的這一發(fā)現(xiàn)持有不同的看法。有人認為皮亞齊是正確的;也有人認為這可能是一顆慧星,不然的話,為什么它只露了一面就不見了呢?

幾個月過去了,人們的爭論也沒見分曉?墒牵@場爭論卻引起了德國數(shù)學家高斯的注意。高斯想,既然天文學家通過觀察找不到谷神星,那么,是否可以通過數(shù)學方法找到它呢?許多天文學家對高斯的這一提法不以為然。天文學家都找不到谷神星,難道高斯還能把它算出來嗎?朋友們也勸他不要把自己的時間和才智浪費在這一毫無希望的問題上。

年輕的高斯卻有自己的看法。他認為,天文學是離不開數(shù)學的。如果沒有雄厚的數(shù)學知識,是不可能成為一個出色的天文學家的。在天文學發(fā)展史上,情況也正是如此。開普勒正是憑借著自己的數(shù)學才能,才發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律。牛頓也是憑著淵博的數(shù)學知識,才發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。

在高斯之前,著名數(shù)學家歐拉曾經(jīng)研究出了一種計算行星軌道的方法。可是,這個方法太麻煩。高斯決心去尋找一種簡便易行的方法。在前人的基礎上,高斯經(jīng)過艱苦的運算,以其卓越的數(shù)學才能創(chuàng)立了一種嶄新的行星軌道計算理論。他根據(jù)皮亞齊的觀測資料,利用這種方法,只用了一個小時就算出了谷神星的軌道形狀,并指出它將于何時出現(xiàn)在哪一片天空里。

1801年12月31日夜,德國天文愛好者奧伯斯,在高斯預言的時間里,用望遠鏡對準了這片天空。果然不出所料,谷神星出現(xiàn)了!

高斯的計算方法成功了。高斯從筆尖上尋找到的這顆行星,在隱藏了整整一年后,卻又成為人類的最好的新年禮物。這一禮物向人們顯示了數(shù)學在科學研究中的巨大作用。

在發(fā)現(xiàn)小行星之前,皮亞齊原是找尋Francis Wollaston的恒星列表中所記載的Mayer 87星,但他在表中所述的位置找不到該星。及后他找到一顆會移動的星,最初他認為這是顆彗星。

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