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最早测定月—地距离的人

伊巴谷,公元前约190年出生于小亚细亚(今土耳其),约卒于公元前120年。这位古希腊天文学家发明了许多用肉眼观察天象的仪器,测定了月亮视差,是三角学的奠基人,发现了追踪太阳在天空中的运行路径;提出通过月食测定太阳—地球—月球系统的相对大小。

通过观测室女座中的角宿一,伊巴谷发现了分点的岁差(恒星经过几世纪造成的位移)。他也将太阳年的计算精确到实际长度的7分钟之内,并估算出太阳和月亮到地球的距离。在他去世后的几个世纪中,他的研究成果都未遇到挑战。

伊巴谷一生的大部分时间都在罗得岛度过,并终老于该岛。他长期在罗得岛上进行天文观测,编制出了约含850颗恒星的星表。这么多星星怎么区分呢?伊巴谷按照亮度将恒星划分为6等,最亮的20颗星是1等星,而6等星指那些刚刚能为肉眼看见的恒星。这种分类方法一直被后人所借鉴。

为了更准确地观测天体,伊巴谷制作了许多仪器。由于他的大部分著作都已失传,他的成就只能从旁人的著作中得到了解。人们描绘伊巴谷发明了一种“瞄准器”,一根约2米长的木杆上,有沟槽可容一个挡板在其中滑动,在木杆的一端竖立一块有小孔的板,人眼从小孔中观察星体,同时滑动挡板,使它刚好遮住目标。根据挡板与小孔之间的距离及挡板的宽度,就可以算出被测物体的相对大小,或星空中两点的视距离。他还发明了一种星盘,可以测天体的方位和高度。人们还传说他制作过一个天球仪,刻在上面的恒星数目比他列在星表上的还多。

伊巴谷测日、月、地天体距离

伊巴谷观测了一次日食,同埃拉托色尼一样,他也需要2个地点的观测数据。在土耳其附近,人们看到了日全食;而在经度接近而纬度不同的亚历山大城,只能看到日偏食,月球最大遮住了太阳的4/5。由此,他推算出了月球的视差,他也将太阳光处理为平行照射到地球上。他的计算结果是,月球直径是地球的1/3,月地距离是地球半径的60.5倍。第一个数据偏大了一点,对于第二个数据,按照现在的测量结果,月地距离是地球半径的60.34倍。由于埃拉托色尼已经给出了地球半径的数据,于是伊巴谷得到了月地距离的真实数据。让我们替伊巴谷算一下:38400×60.5/(2×3.14)千米=37万千米。现代的月地距离数据是38万千米。

伊巴谷的太阳数据误差较大,主要还是受阿里斯塔克的数据影响。伊巴谷算出的太阳直径是地球直径的12倍多,而实际太阳直径超出地球达100倍之多;他的日地距离是地球半径的2500倍,而实际是2万多倍。

伊巴谷被公认是古希腊最伟大的天文学家,不过当时天文学家对宇宙结构的看法现在看来是错误的。古希腊的天文学家想当然地认为,圆形是最完美的图形,所以天体的运动轨道必定是圆形的,而且运动速度是匀速的。按照当时普遍的说法,地球是宇宙的中心,那么地球就是所有天体圆形轨道的圆心。然而实际观察时,人们发现行星运动时快时慢,还有逆行开“倒车”的现象。为了解释这些现象,伊巴谷综合前人的成果,认为地球并不在圆心位置,而是在圆心附近,稍稍偏离了圆心。因此从地球上看过去,行星的速度会时快时慢;他还认为行星本身先沿着一个小圆轨道转动,这个小圆的圆心再围绕着地球附近的大圆圈转动,这就解释了为什么行星有时会发生逆行。

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