天文史上宏伟的预言,哈雷与它的彗星,本世纪将再看哈雷彗星( 二 )


天文史上宏伟的预言,哈雷与它的彗星,本世纪将再看哈雷彗星
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哈雷 , 佛莱姆斯蒂德和水星凌日
17世纪对于英国的科学家来说 , 是个令人兴奋的时代 。当哈雷还是个孩子时 , 伦敦的皇家科学院诞生了科学革命 。物理学家和自然学者 , 作为科学方法的首批接受者 , 每周聚会 。首位皇家天文学家是约翰.佛莱姆斯蒂德 , 他被人们熟知的部分原因是因为创立了格林威治皇家观测奖 , 该奖至今仍存在 。
1673年哈雷进入牛津大学皇后学院 , 他遇到了佛雷姆斯蒂德 , 哈雷有时会去他的观测点去拜访他 , 在此过程中佛雷姆斯蒂德鼓励哈雷追寻天文学 。
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当时 , 佛雷姆斯蒂德的项目是利用望远镜编绘北半球星空目录 , 哈雷人为自己可以对南半球的星星完成同样的工作 。
哈雷的南半球探险之旅
哈雷的南半球探险始于1676年的11月 , 还在他获得大学学位之前 。他乘坐东印度公司的一艘船前往圣.海伦娜岛 , 那是世界上最偏远的岛屿之一 , 也是英国占有的最南部的领土 。他的父亲及查尔斯 二世国王资助了这次旅行 。
尽管坏天气使得他的工作非常艰苦 , 但是在1678年他返回家乡时 , 还是341颗星星的经纬记录以及许多其他的天文观测记录 , 包括一次水星凌日记录 。在这次凌日观测记录中 , 他写道:观测到这一幕 , 是迄今为止最为神圣的天文学回馈 。
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这是一张2016年5月9日水星凌日的图片 , 图片来源于法国的Vegastar Carpentier Liard杂志社 。在图片中位于太阳左侧的一个小黑点 , 就是水星 。2019年11月也曾有水星凌日现象 。
破解行星运行密码
1678年底 , 哈雷出版了他的南半球星空手册 , 作为第一部此类型的作品 , 该手册获得巨大的成功 。在此之前 , 从没有人通过望远镜来确定星星的位置 。该手册是哈雷作为天文学家的首次闪亮登场 。同一年 , 他获得了牛津大学硕士学位 , 并当选为皇家科学院成员 。
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1684年哈雷第一次拜访了艾萨克.牛顿 。一组皇家科学院成员试图破解行星运行密码 , 他们包括物理和生物学家虎克 , 建筑学家克里斯托弗.雷恩和艾萨克.牛顿 , 哈雷作为最年轻的一员加入他们 , 尝试用数学方式解答行星是如何并为何绕太阳运动 。他们彼此竞争 , 看谁第一个找出答案 , 这刺激了大家的积极性 。他们的问题是如何找到一个机械模型 , 可以使得行星环绕太阳运行 , 既不会逃离轨道 , 也不会落入太阳之中 。
【天文史上宏伟的预言,哈雷与它的彗星,本世纪将再看哈雷彗星】虎克和哈雷确定这个问题的答案 , 应该是一个保持行星在轨道上绕日运行的向心力 , 该力随着行星于太阳距离的平方反比减小 , 现在我们称之为平方反比定律 。
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尽管雷恩获得了一项货币奖金 , 其实虎克和哈雷的研究是在正确的轨道上的 , 但是他们没能研究出一个同观测相一致的理论轨道 。
哈雷拜访了牛顿 , 向牛顿讲解了自己的观点 , 并解释说自己还无法证明这一观点 。受哈雷鼓舞 , 牛顿将哈雷的成果进一步发展 , 形成了今天非常著名的自然哲学的数学原理 , 经常简称为牛顿原理 。