天文学历史上十大疯狂的想法

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纵观天文学的传奇历史,出现了许多假说和想法。其中有一些极具天才性。另外有一些,虽然措辞科学并且由科学家所提出,但却没有经受得起时间的考验。回过头看去,这些想法甚至会让人觉得有些疯狂。这里将不分前后列出其中的十个。
Michael Bakich 文 Shea 编译

一些理论能很好地解释宇宙。另一些,例如下文中所列举的,则更具娱乐性。

纵观天文学的传奇历史,出现了许多假说和想法。其中有一些极具天才性。另外有一些,虽然措辞科学并且由科学家所提出,但却没有经受得起时间的考验。回过头看去,这些想法甚至会让人觉得有些疯狂。这里将不分前后列出其中的十个。

一、警告:有毒!不要吸入

有一点科学知识有时候是挺吓人的。1910年,哈雷彗星运动到了距离地球只有2,250万千米的地方。5月18日地球则会从它的彗尾中穿过。

那一年这颗彗星创下了许多第一。这是第一颗被天文学家广为拍摄的彗星。它也是第一颗被科学家通过光谱来研究的彗星,而也正是因此导致一个疯狂的想法。

1910年2月8日的《纽约时报》报道,美国叶凯士天文台的天文学家在哈雷彗星的彗尾中发现了氰(一种氰化物的副产品)。而文章的标题“彗星有毒的尾巴”倒是很好地概括了全文。

在文章中,法国天文学家卡米耶·弗拉马里翁(Camille Flammarion)声称,氰“会充满大气并有可能会杀死地球上所有生命。”

今天报纸的报道不会有这么大的分量,但1910年随之而来的事情则令人瞠目结舌。不法厂商开始销售的彗星药丸、防毒面具以及其他可以保护人体免受有害气体影响的用具。从这篇报道问世到地球穿过彗尾前的3个月里,“防护用具”卖得极为紧俏。

其他天文学家则赶快出来辟谣,让市民放心。甚至富商兼天文学家的珀西瓦尔·洛韦尔(Percival Lowell)也知道这个想法太疯狂了。在了几次采访和演讲中他(正确地)说,哈雷彗星彗尾中的气体极为稀薄不会对地球上的民众产生影响。

天文学历史上十大疯狂的想法
[图片说明]:哈雷彗星。版权:ESO。

二、地球是空的?

1818年,美国人小约翰·克利夫斯·西姆斯(John Cleves Symmes)认为,地球不是固体。相反,他提出地球至少有四个中空的同心圈所组成。其中最主要的一个约1,300千米厚。此外,他还认为在地球的两极存在2,250千米宽的开口。

西姆斯提出远征北极,但从未成行。1826年,他的追随者之一,詹姆斯·麦克布莱德(James McBride)撰写了《西姆斯的同心球体理论》一书。之后其他书籍和理论陆续出现。

地球不是空的,任何一颗行星、卫星、小行星或任何恒星都不是。构成巨大天体的物质会在重力下被压缩。此外,地壳中的物质没有足够的强度来支撑中空的形状。如果地球是空心的,它的质量会大大减少,其表面重力也会降低,那么所有热衷于瘦身的人站在磅秤上的时候感觉就会好很多了。

三、稳恒的宇宙

几乎没有哪个理论其背后有像稳态理论这样强大的智慧支撑。1948年,三位杰出的天文学家——赫尔曼·邦迪(Hermann Bondi)、托马斯·戈尔德(Thomas Gold)和弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)——提出了一个有别于“大爆炸”的宇宙创生理论。在随后的几年里,许多其他的科学家加入了其中。

稳恒态理论承认宇宙正在膨胀,但是它也指出宇宙不会随时间改变。它看起来始终如初。天文学家把稳恒态理论的这一特点归为“完美宇宙学原理”。

这一理论要想成立,就必须要有新的物质创生。那么它们从何而来呢?这就是它疯狂的一面:从虚无中创生。为了保持空间永远看上去都是一样的,稳恒态理论的倡导者们想象,每10亿年在每立方米的空间中会“出现”一个氢原子。

在随后不到20年的时间里,稳恒态理论便走向了灭绝。1964年贝尔实验室的两位射电天文学家阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)发现了宇宙大爆炸理论精确预言的宇宙微波背景辐射。这给予了稳恒态理论致命的一击。

四、火星的智慧生命

1877年的火星冲日产出了众多科学发现。在美国,阿萨夫·霍尔(Asaph Hall)发现了火星的两个小卫星——火卫一和火卫二。在意大利,乔瓦尼·夏帕瑞利(Giovanni Schiaparelli)则观测并素描了这颗行星。他命名了一些特征并记录下了许多直线。夏帕瑞利把这些直线称为“canali”(意大利语,意为“槽”或“沟”)。而说英语的人则把它错译成了“运河”(canal)。

火星上智慧生命建造运河的可能性吸引了美国波士顿的富人珀西瓦尔·洛韦尔(Percival Lowell)。他在美国亚利桑那州的弗拉格斯塔夫建了一个天文台。1895年,洛韦尔出版了他的第一本书《火星》。他认为,火星是一颗垂死的行星,火星人建造运河是为了延缓沙漠的入侵。

洛韦尔的理论受博得了公众的欢心,因此他的书热卖,但他的想法却吓坏了天文学家。他们控制住了局面,终结了“运河”热潮。

1909年火星大冲又来了。世界各地的天文爱好者和天文学家使用比洛韦尔的60厘米折射望远镜更大的望远镜看到了火星上的更多细节。

意大利天文学家尤金·安东尼亚蒂(Eugene Antoniadi)曾在1894年用小型望远镜绘制了火星的“运河”图。1909年9月,他用法国巴黎墨东天文台的84厘米折射望远镜观测了火星,但没有看到运河。安东尼亚蒂通过书信向洛韦尔报告了它的结果,后者对此无动于衷。从弗拉格斯塔夫的山顶,洛韦尔一直在观察、描绘火星的运河,直到他于1916年去世。

五、满是石头的太阳

1868年,英国天文学家约瑟夫·诺曼·洛克耶(Joseph Norman Lockyer)爵士利用光谱发现了太阳上的氦。次年,他创办了著名的科学杂志《自然》。但在1890年,他却写了本书,提出了一个疯狂的想法。

在《陨石假说》的序言中,洛克耶写道:现在的研究工作表明,太阳上的许多现象可能是由陨石落到太阳表面所致。

洛克耶提出,彗星和流星是太阳巨大能量输出的燃料。但他走得却远远超出了他的这些言论。洛克耶用他的陨石假说来解释星云、极光甚至是变星。他认为,天体所发光的不同是由于“相互渗透的陨石片或流”所造成的。

洛克耶还想在书中再加一章来专门回应反对意见,但他没有这样做,因为他觉得这些反对的声音和整个假说比起来微不足道。不过老实说,再加一章也绝对是不够的。

六、祝融星

信不信由你,这个疯狂的想法绝对和《星际迷航》没有任何关系。1859年,法国天文学家于尔班·让·约瑟夫·勒威耶(Urbain Jean Joseph Le Verrier)研究了水星的运动。他发现水星最接近太阳的那一点在发生进动。预言值和他的观测值每世纪相差了43个角秒。

勒威耶提出,有一颗被他称为“祝融星”的小型行星造成了这一差异,它就位于水星轨道之内更靠近太阳的地方。1846年勒威耶曾预言了海王星的位置,所以天文学家们严肃地对待了他的想法——至少一开始是。

1859年,法国天文爱好者埃德蒙·莱斯卡尔博(Edmond Lescarbault)声称已经看到了这颗假想中的行星凌日。他在他9.5厘米的折射望远镜中看到了一个小黑点从太阳的前方经过。他猜想,他看到的是一个尚未被发现的天体凌日。

基于莱斯卡尔博的观测,勒威耶计算出祝融星的轨道周期为19天17小时。他预报了未来的凌日事件,但是当没有人看到它们,随后他又多次修改了祝融星的轨道根数。

勒威耶于1877年逝世,天文学家也停止了对祝融星的搜寻。最后,在1915年爱因斯坦的广义相对论用太阳的引力场解释了水星运动中理论和观测上的差异。

七、光的红移

20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)和米尔顿·赫马森(Milton Humason)发现遥远天体体发出的光线会正比于它们的距离向光谱的红端移动。这一关系被称为“哈勃定律”,它证明了宇宙在膨胀。然而,并非所有天文学家都接受这一观点。

出生于瑞士的美国天文学家弗里茨·兹维基(Fritz Zwicky)就拒绝了这一主张。1929年,他提出红移是由于光在传播的过程中损失能量而造成,是一种阻尼效应。

在他的理论中,光子会把它的动量转移给其他的天体或者光子。能源的减少会使得光的波长增大,导致所观测到的红移,而且会与光源的距离成比例。20世纪30年代初,美国物理学家理查德·托尔曼(Richard Tolman)称其为“累光”理论。不过,大多数天文学家都觉得它太疯狂。

八、无处不在的以太

在天文学的近代史中,以太理论是最飘忽不定且持续时间最长的之一。以太被认为是一种充满宇宙的物质。在希腊神话中,它是神呼吸的要素,就像空气一样。以太的另一个重要属性是它可以“传导”光。

1690年,荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)提出,来自太阳和其他天体的光是通过以太传播的。1704年,艾萨克·牛顿(Isaac Newton)也提出了以太,但他的理论涉及到光的粒子性。

从那时起到20世纪初,一些科学家怀疑以太是否真的存在,但是没有任何人能提出一丝一毫的证据来支持它的存在。1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论。在其中,他解释了光的性质,提出它不需要以太来传播。几年之内,以太这个想法随之死亡,被埋葬在真空中了。

九、恒星上的生命

威廉·赫歇尔(William Herschel)爵士确定了银河系的形状,指出了我们的太阳在银河系中的运动方向,发现了红外辐射,编纂了一个包含数千个​​深空天体的列表,还发现了天王星。不幸的是,这个科学天才也相信所有的行星和太阳上都存在有生命。

是的,这位史上最伟大的天文学家之一相信,太阳有一个凉爽的固态表面。赫歇尔认为太阳的热量出自一个极为炽热的大气,但厚厚的云层遮蔽了它的表面和住在在那里生物。

十、地球的死亡尖叫

并不是每一个疯狂的想法都可以追溯到一个世纪以前。1974年,约翰·格里宾(John Gribbin)和斯蒂芬·普拉格曼(Stephen Plagemann)写了一本书《木星的影响》。在这本畅销书中,他们预言,行星连成一线时的引力会对地球会造成可怕的后果。具体的预言是,1982年3月10日在圣安地列斯断层会发生地震。

在这一天,水星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星会在以太阳为顶点的、夹角小于95°的一个扇形之内,只有金星不在其间。天文学家很早就认识到了天体引力的影响。太阳的巨大引力维持着地球的轨道。太阳和月亮的引力则控制着潮汐。木星的引力可以改变路经它的彗星的轨道。

但是,科学家们并不认为这一行星排列会有任何影响,因为它在太阳系45亿年的历史上已经发生了多次。这两个作者写道这些影响不会作用于地球表面,由此回避了这一点。但他们却说,它会影响太阳风,这反过来会影响地球的天气。

他们得出结论,大气状况的变化会改变地球的自转速度,在某种程度上会造成破坏。实际上,这些行星确实也并施加了它们的影响:1982年3月10日的满潮比往常高了0.04毫米。

黑暗的未来?

从美国宇航局伪造登月、外星人在火星上刻了一张巨大的脸到玛雅人预言世界会在2012年毁灭(现在再看呢?!),我们看到疯狂的天文想法似乎没有尽头。所以有必要保持冷静和清醒,不要毫不怀疑地就相信我们听到或者读到的一切。

[Astronomy 2010年08月]

 

内容来自 火流星

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