爆款!高分读物《科学照进现实:科普必读精选集》,揭秘实情令人叹为观止!(21)
2024-01-14 来源:旧番剧
伽桑狄(Gassendi)在1631年11月7日第一次观测到了水星凌日。可是由于他的工具非常简陋,所以观测结果已毫无科学价值了。较好的观测结果是哈雷(Halley)1677年在圣赫勒拿岛(St.Helena)上得到的。从此以后,这种凌日的观测就很有规律地继续了下来。
1937年5月11日,水星擦过太阳南部边缘。在欧洲南部可见,但在美洲却在日出之前。
1940年11月10日,美国西部可见。
1953年11月14日,美国全境可见。
1677年以来,通过对水星凌日的观测,
可是,我们仍然可以认为有些小行星在这区域中运行,只是它们太渺小了,因此经过太阳面时竟逃出了我们的视察。如果真是这样,它们的光亮一定完全被天光遮去,所以平常看不见。可是我们还有机会,就是在日全食的时候,天上一点别的光也没有,应该能看出来的。于是当日全食时就常有观测者来寻找它们,并且用上极有力的摄影仪。终结的答案在1901年日全食时得到了——那时在太阳附近拍摄到约50颗星,其中有的只是8等星,但都是我们所已知的。因此大致可以肯定在水星轨道圈内绝没有比8等星光更亮的行星了。像这样的小行星非有几十万颗是不能造成水星偏离轨道的,这么多的小行星定会把那一块天照明得比任何处天空都亮。这结果可使我们得出结论来反对那种认为水星近日点移动是由于更内行星的见解了。要假定这颗内行星存在,除上述困难外还有一点,如果有这颗行星,它一定要使水星或金星(或两者兼有)的交点变动。
这个谜团,一直困扰着20世纪初的天文学家,直到1916年,爱因斯坦提出了他的广义相对论。
在说明水星轨道进动之前,让我们先来做一个思想实验,来看一看爱因斯坦的“等价性原理”。
假定我们现在请了一个勇敢无畏的助手,然后,我们把他关到了一个与外界隔绝的小屋子里——为了消除他的寂寞,我们给了他一个小球。他发现,当他松开手让球自由下落的时候,小球相对地面运动的加速度是9.8米/秒2——根据这一点,他判断他是在地球上,因为这个加速度是地球的引力所引起的正常加速度。
然后,我们在他熟睡后把他送进了一架飞起来没有任何震动的飞船,船舱的布置则和那间小屋子完全一样。在他醒来之前,将飞船发射出去,并且让飞船以9.8米/秒2的加速度往外太空飞去。于是我们可以想象一下那个可怜虫醒来时的情况了——他同样拿着小球,然后松开,发现小球相对地板还是9.8米/秒2的加速度。这时候,他立刻就得到了一个错误的结论,他以为他仍然在地球上待着,而不是在遥远的外太空。