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现在时间: 2008年12月02日 01:52:39
太阳系行星之谜

(2007年11月20日 13:25:16)
来源:《大自然探索》 2007年第10期

□作者: 吴再丰/编译

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  编译/吴再丰点评/徐永煊
  
  2006 年8 月,国际天文学大会将冥王星从太阳系行星行列中除名,现在的太阳系只剩下8 大行星。然而,至今仍有一些天文学家相信,就算除去冥王星,太阳系也不止有8 颗行星。
  
  下面这篇文章涉及到有关太阳系行星的若干未解之谜。比如,在太阳的背后是不是还有我们未知的行星? 火星和木星之间的小行星带是不是由一颗行星破碎形成的?等等。可以说,这是一篇充满稀奇古怪的理论的文章,读来饶有兴趣。不过,稍有一些天文学知识的读者会发现,文中的内容在科学上大多没有定论,属于假说,有些甚至是无稽之谈。“说它是知识,却摘不掉谬误的帽子;说它是谬误,其中也不乏真知灼见。”
  那么,在这篇文章中,哪些属于科学的假说,哪些属于伪科学的谬误?我们首先必须对“假说”进行科学定义。什么是假说?简言之,是指科学的猜测或设想。其最主要的特征是科学性。假说不是随意的幻想和毫无根据的空想,而是人们以已经认识并掌握了的有关科学知识或经验知识为依据,以一定的确实可靠的事实材料为基础,并按照科学逻辑的方法推理而成。当然,假说也具有推测性。假说是在不完全或不充分的经验事实基础上推导出来的,是还未经过实践检验的结论,因此,不得不带有一定成分的想象与推测。
  本刊特别约请紫金山天文台徐永煊研究员对此文进行点评,希望有助于读者以科学的眼光阅读这篇“另类”文章,明白科学的道理,抵制伪科学的蛊惑,学会进行合理的“奇思妙想”。
  ——编者
  
  
  被太阳挡住的“未知行星”
  在太阳背后,隐藏着一颗不为人知的行星,只在日全食发生期间偶露“尊容”。这是真的吗?
  1991 年7 月11 日,大约有6 万名天文爱好者涌向夏威夷岛,观测20 世纪规模最大的一次日全食。不巧的是,从早上起天就一直阴着,能够观测到这次日全食的地点只有夏威夷群岛西海岸的部分地区,特别是海拔4205 米的莫纳克亚火山顶上。
  清晨6 时半,太阳刚一升起,就被月球给挡住了,人群中发出了欢呼声。太阳逐渐变暗,周围的气温随之急速下降,海浪也减小了。可是,就在人们期待已久的日全食终于到来的那一瞬间,厚厚的云层突然将人们的视线挡住——很多人都没能看到这次日全食的全过程,唯独莫纳克亚天文台的专家们得以继续观测,并将4 分钟的日全食过程通过无线电波传送到全世界。当时,很多国家都进行了电视实况转播。
  就在这次日全食即将结束时,有细心的电视观众发现:在电视画面中,在太阳的正上方,出现了一个火红的、令人不可思议的“球体”。作为电视转播特邀佳宾的一位天文学家在看到这个现象时也为之一惊,他带着为难的神情解释说:“或许这是从太阳辐射出的日珥吧!”
  何谓日珥,是指从日面边缘向外喷出的像红色火焰一般的炽热气体,也称“太阳红焰”,其规模之大,足以吞下几个地球。日珥的存在时间从几分钟到半小时不等。不过,在日全食之际看到的日珥,通常呈胡须状或喷泉状。那么,人们在电视画面上看到的那个“球体”如果不是日珥,会是什么呢?有人认为,它是隐藏在太阳背后的一颗不为人知的“未知行星”。持这种观点的人解释说,这颗不为人知的行星总是被巨大的太阳及其光芒所遮挡,无法被地球望远镜甚至空间望远镜观测到。但是,按照爱因斯坦的相对论,太阳的质量和引力巨大,其周围空间会被太阳引力强烈扭曲(即所谓“引力扭曲空间”),所以在某个或某些时段从地球上能够看到太阳背后的情景。
  
  专家点评
  在日全食中见到红色“球体”的机会虽然不多,但并非绝无仅有。1980 年2月16 日,我国云贵地区,在日全食发生时,人们就见到过这种现象,它叫“倍里珠”。“倍里珠”是日全食时穿过月面山谷的太阳光射入观测者眼球形成的,同太阳系里的未知行星无任何联系。的确,在太阳系里,海王星轨道外面的柯依伯带里有很多未知行星,现在已经发现了一些,还有许多正等待我们去探测,去发现。然而,把“倍里珠”当作未知行星,实在有“指鹿为马”之嫌。而且,即使在日全食期间能看到未知行星,概率也是很小的。
  
  有趣的“提丢斯定则”
  19 世纪初,人们发现了位于火星与木星之间的小行星带。事实上,小行星带早在18 世纪就被德国人提丢斯预见到了。
  
  在火星与木星之间有一片广阔的地带,其间沿一定轨道环绕太阳运行着大大小小的岩石,这就是著名的“小行星带”,是在19 世纪初被发现的。1801 年1 月1 日,意大利天文学家皮亚齐在这一地带发现了小行星塞内斯(直径1003 千米)。1802 年,德国天文学家奥伯斯在这里发现了小行星帕拉斯(直径608 千米)。此后,在这一地带又相继发现了幽诺、维斯达等小行星。
  事实上,早在18 世纪,这个小行星带就被德国人提丢斯预见到了。提丢斯是一位中学教师,每次仰望星空,他都觉得太阳系的行星排列应该是有一定规律的。他确定每个行星围绕太阳旋转的轨道半径R 与该行星的序号n(从太阳系中心到外围依次排列,例如距离太阳最近的水星的序号是1,地球的序号是3)之间满足下列公式:R = 0.4+0.3×2 (n - 2)。其中,R 的单位是天文单位,即1 个日地距离(太阳与地球之间的直线距离)。现在太阳系的大行星基本上都遵守这个法则。根据这个公式计算,在第5 条轨道上应该还有一颗行星,但天文观测显示,那里只有由成千上万颗小行星组成的小行星带。顺便指出,提丢斯于1766 年提出他的定则,但因缺乏天文学上的依据而未引起其他天文学家的注意。颇具讽刺意义的是,这一定则在1772 年被德国天文学家波得冠上自己的名字再次发表,却一下子引起世人的关注,称之为“波得定则”,后来才改称为“提丢斯-波得定则”。
  
  专家点评
  事实上,提丢斯- 波得定则是用6 颗看得见的行星总结出来的,并不是由包括冥王星在内的9 颗行星研究出来的。它对海王星已有明显的偏离,对冥王星的偏离更大。至于它对“第11、12 号行星”适用与否,更是一个很大的疑问。目前,这些行星存在与否仍是谜。就算存在,它们也只可能存在于海王星轨道外的柯依伯带内。柯依伯带内的小行星轨道范围很宽阔,它们的轨道符合提丢斯-波得定则的可能性很小。
  此外,提丢斯与波得都只提供了数字描述,并没有给出数学公式,数学公式是1787 年由乌尔姆给出的。
  
  “第5 号行星”破碎形成了小行星带
  在火星与木星之间,曾经有过一颗行星——“第5 号行星”,但它遭受不明天体撞击破碎,形成了现在的小行星带。这是真的吗?提丢斯- 波得定则之所以引人注目,是因为它将小行星带列入其中。但是,当人们把这个定则应用到实际的太阳系行星上时,就出现了问题:为什么火星与木星之间没有行星?为此,天文学家对这个区域展开调查,结果在那里发现了小行星带。
  从这一发现诞生了一个假说:在现在的小行星带的位置上,原本有一颗行星,现在的小行星带就是这颗行星遭受不明天体撞击破碎后留下的残骸。这颗行星就是太阳系的“第5 号行星”,俄罗斯天文学家奥尔洛夫以太阳神之子法厄同的名字命名之,另一些天文学家也认为“第5号行星”的确存在过。
  
  对此,有人质疑:在小行星带中,虽然有2000 多块巨大的岩石,10 万多块半径为几米的岩石,以及数量更多的微小岩石,但是,即使将这些大大小小的岩石全都集中起来,其总质量也不到火星的一半。如果认为小行星带原本是一颗行星,那么它的质量实在是太小了,它还能算作行星吗?
  有人反驳说,现在小行星带中的岩石未必就是“第5 号行星”的全部。“第5 号行星”遭遇严重碰撞,其残骸自然飞溅四处——火星、地球、水星、月球,甚至更远。在地球上之所以几乎找不到其痕迹,是因为地球有厚厚的大气层和占地表总面积70% 的海洋,致使倾泻到地球的大部分陨石在大气中燃烧殆尽,余下的落入大海,消失了踪迹。因此,仅凭现在小行星带的岩石,是不能正确推算过去曾在那里的天体的大小的。
  
  专家点评
  作为一种假设,“第5 号行星”是有可能存在的,但是说小行星带就是“第5号行星”的残骸,未免有点牵强。
  
  遥远的“第11 号行星”
  有天文学家确信,在冥王星轨道外,还有一颗“第11 号行星”。这是真的吗?
  在小行星带发现之前20 年,即1781 年,英国天文学家威廉·赫歇尔偶然发现了天王星,而天王星的位置正好符合提丢斯- 波得定则,于是提丢斯- 波得定则一下子就出名了。
  1801 年,小行星带被发现。1846 年,柏林天文台的伽勒根据法国人勒威耶的预报发现了海王星。而位于海王星外侧的冥王星则晚至1930年才由美国人汤博率先发现。这是为什么呢?
  的确,冥王星距离地球十分遥远,且比月球还小,但冥王星最晚被发现的根本原因是,冥王星的位置过于“偏僻”——按提丢斯- 波得定则预测的位置是77.2,而实际的位置是39.5,两者差距太大。这个事实使提丢斯- 波得定则的可信度一落千丈。人们自然要问:冥王星的实际位置与定则预测的位置何以相差如此悬殊?另外,只有冥王星是例外吗?
  从19 世纪到20 世纪中期,科学家观测到天王星与海王星轨道都出现了“摄动”(天体之间的引力对相互公转轨道的影响)。起初,科学家以为摄动是由冥王星的引力引起的,但奇怪的是,在最近几十年中再也没观测到天王星与海王星的摄动。这说明什么呢?
  有人提出,如果在冥王星外侧有另一颗行星,问题就迎刃而解:天王星和海王星在某个时段突然发生摄动,是因为这颗未知行星的轨道面相对于它们的轨道面有不同的轨道倾角的缘故。1987 年,美国宇航局的科学家通过计算,得出未知行星的轨道位置,并认为其轨道倾斜或垂直于其他行星的轨道。有人进一步推测认为,未知行星的质量约为地球的2 倍,公转周期约为1000 个地球年。
  
  至今,美国宇航局仍然确信这颗遥远行星存在,并将其命名为“冥外行星”。遗憾的是,尽管美国宇航局发射的“旅行者”1 号、2 号飞船都已飞到太阳系边缘,却始终没有传来有关“冥外行星”的消息。
  
  专家点评
  直到2006 年为止,“冥外行星”仍然是十大天文学之谜中的一个。现在,虽然没有找到“冥外行星”,却在太阳系边缘区域发现了一个由许许多多冰行星构成的柯依伯带。
  
  木星爆炸诞生了金星
  一个精神病医生提出一个理论:距今大约4000 年前,木星突然发生大爆炸,一颗巨大的彗星飞出,由此引发一连串天地剧变。这可能吗?
  据史载,公元前4 年,自东方有“不明星体”向地球靠近。另据《三国志》记载,在中国的魏、蜀、吴三国鼎立时期,蜀国军师诸葛亮病死在五丈原阵前时(公元234 年),天空中突然出现不明发光星体,其亮度压倒周围一切天体。在古代美洲也有相同的记载。“不明星体”是什么呢?现在大多数人认为是彗星,但也有人否定,理由是:自古以来有无数彗星掠过地球,古人不太可能把彗星记载为“不明星体”。那么,这个“不明星体”究竟是什么天体呢?有人认为,应该是一个比普通彗星大得多的行星级天体,而且它从突然出现到其后定居在现在的轨道期间,曾几次接近地球,或许古人见到的就是这颗星两度接近地球时的令人恐怖的情形。
  精神病医生韦利·考夫斯基(1895 ~ 1979 年)提出了一个理论:公元前4 年从东面飞来的发光星体是金星。他的依据是:在公元前2000 年的古印度行星表中没有记录金星;在古巴比伦的天体图上,土星内侧只画了4 颗行星,也没有金星。
  考夫斯基的假说是:距今约4000 年前,木星突然发生大爆炸,一颗巨大的彗星飞出,并在公元前1500 年前后两次撞击地球,引起天地变异。其后,彗星还撞击了火星,把火星从正常轨道赶跑,导致火星几次与地球发生碰撞。不久之后,彗星就在现在的轨道上定居了下来,变成了金星。考夫斯基认为,古代民族记录的一些怪异现象,正是当时发生在地球上的天地变异。
  我们真能找到太阳系突然之间发生剧变的直接证据吗?支持考夫斯基理论的人认为,答案是肯定的。他们说,只要仔细观测太阳系,特别是其边缘的行星群,就能发现太阳系突变的痕迹。例如,海王星、冥王星和海王星最大的卫星——海卫一的轨道都很异常,都严重偏离提丢斯- 波得定则所预言的轨道,这暗示那些天体原本不一定是在其今天的位置上。另外,冥王星围绕太阳的公转轨道跟8 大行星的公转轨道相比也太奇怪。


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文章评论(1):
  1. 8大行星 (2008年05月04日 04:06:14 - 游客)
    怎么不是9大行星是8大了??郁闷了。。

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