「重大突破」有生之年,终将相遇的哈雷彗星,那么哈雷是怎么预测的?

哈雷彗星和埃德蒙·哈雷的雄伟预料拉。
哈雷彗星,摄于1986年,图片来源于美国宇航局NASA
哈雷彗星的名誉从何而来
英国天文学家.数学家埃德蒙.哈雷于1656年11月8日在伦敦近郊出世拉。他是第一位盘算出彗星轨道的人,以他名字命名的哈雷彗星,至今依旧是最着名的彗星之一拉。同时,他也是艾萨克.牛顿的同伴,并对牛顿万有引力的进展做出了奉献,消弭了那时的人们以为自己住在一位旋绕太阳运转的行星上的认知,在某种水平上帮-助咋们建设当代科-学基本拉。
哈雷彗星近期最终一次在出-现在地的空中上是1986年,那时一位宇宙飞船舰队在太空遇到了他拉。这颗著名的彗星将会在他周期性的76年太阳绕行旅程再次回归- 也即是2061年拉。哈雷彗星之因此着名,是由于他是在地所能见的空中上最闪灼的一颗彗星拉。他的轨道长度为76年,和人类寿命出入不大拉。因此对大大部-分人来说,看到哈雷彗星是一生一次的机遇拉。
但哈雷彗星之因此着名另有另一位本因,那即是在埃德蒙·哈雷的时期,人们一开始不知道彗星像行星一样旋绕在太阳的轨道上拉。你们不知道有一些彗星,好比哈雷彗星会重复出-现拉。彗星被以为只通过咋们的太阳系一次拉。
在1704年,埃德蒙·哈雷变成牛津大-学的几多学教-授拉。第两年他出书了《彗星文学概论》,这本***录了从1337年到1698年视察到的24颗彗星的抛物线轨道拉。也即是在这本书中,哈雷做出了他对哈雷彗星的雄伟预料拉。
抛物线轨道(Parabolic orbit)指的是偏心率即是1的轨道拉。这类轨道的轨道速率即是逃逸速率(即第两宇宙速率),故运转在此轨道的航天器会挣脱中心天体引力场拉。如果一位运转在抛物线轨道的物体,其轨道速率连续增添,运转轨道将变成双曲线轨道拉。
托马斯·默里1687年差一点为埃德蒙·哈雷做的肖像拉。图片来源于Wikimedia Commons
哈雷的雄伟预料
在他的书中,哈雷谈论了1531年.1607年和1682年的三颗出-现过的彗星,他用牛顿万有引力和行星行-动的理-论来盘算这些彗星的轨道,你们的轨道出-现了惊人的相似的场所拉。因而哈雷迈出了一大步,他做出了一位在那时是个十分惊人的预料- 哈雷以为这三颗彗星现实上是统一颗彗星,他会周期性的每一76年返回一次拉。然后他预言彗星会回来,说
因而,我敢斗胆的预言,他会在1758年再次回来拉。
哈雷没能在世看到他的预言被证实一定,在他死后16年,也即是1758年,这颗彗星准期的回归了,赞叹了科-学界和民众拉。他是第一位被预言成-功回归的彗星,现在称之为哈雷彗星,以纪念埃德蒙·哈雷拉。
哈雷彗星:在太空中移动的状冰块,被椭圆形薄雾云所笼罩拉。
哈雷彗星最近几天的一次返回地是在1986年,欧洲探测器乔托号是第一批拍到哈雷彗星星核的舰队之一拉。当哈雷彗星离太阳远去时,他扫过哈雷彗星的彗核拉。
图片来源哈雷多色摄像团队/乔托事情事情/欧洲航天局/美国NASA宇航局
哈雷,弗兰斯蒂和水星凌日
17世纪是个令英国科-学家为之振奋的年月,科-学革命养育了伦敦皇家懂得,那时哈雷还不过个孩子拉。英国皇家懂得的医生和自-然哲学家是最早选取并采用科-学办法的成员之一,你们每一周见面一次拉。第一位天文学家是约翰·弗兰斯蒂(John Flamsteed),他被众人记着的部-分本因是他在格林威治建设了皇家天文台,这个天文台至今还存在拉。
1673年,哈雷在牛津大-学女王学院就读后遇到了弗兰斯蒂,哈雷有几回机遇到他的天文台去造访他,在这个时候期弗兰斯蒂激励他连续探讨天文学拉。
在那时,弗兰斯蒂的谋划是用他的望远镜把南方的恒星准确的编为纲领拉。哈雷也想这么做,不过他的目的是南半的恒星拉。
哈雷的南半考察
他的南下之旅始于1676年11月,那时他以至另有无获取大-学学位拉。他从东印度公司搭乘一艘船前往圣赫勒拿岛,该岛是英属国家里最南端的发地,也是世界上最偏远的岛屿之一拉。他的父亲和查理两世国王帮-助了这次旅程拉。
只管顽劣的天气使得哈雷的工做难题重重,但当他1678年11月返程时,他带回来了341颗星星的经纬度纪录和许多其余的视察原料,包罗一次水星凌日拉。关于这次凌日,他写道
“这情景…是天文学迄今为止最高尚的情景拉。“
水星凌日是一种天文征象,平均每一100年发生约13次,时刻在五月或者11月初拉。当水星运转到太阳和地之中时,如果三者能连成直线,便会发生“水星凌日阿”征象,其理由和日蚀相似拉。和日蚀区别的是,水星比月-亮离地远,其直径仅为太阳的一百九十万分之一拉。因此,“水星凌日阿”发生时,水星挡住太阳的面积十分小,不足以使太阳亮度削弱拉。咋们用肉眼是看不到“水星凌日阿”的,只能通过望远镜举行投电影察拉。视察时,咋们会觉察一位黑色小圆点横向穿过太阳圆面,这黑色小圆点即是水星的投影拉。
这是2016年五月9日,通过法国的维加斯特·卡彭迪埃·利亚德的水星凌日拉。在这张图片中,水星是太阳左侧的小黑点拉。水星凌日也再次在2019年11月11日出-现拉。
行星行-动的破译
1678年末,哈雷出书了他的《南方恒星纲领》,该做品做为同类做品的第一部创做获取了巨大的成-功拉。以前向来有无人试图用望远镜一定南方恒星的职位拉。此纲领是哈雷做为天文学家的首次璀璨露面拉。同年,他获取牛津大-学文学硕士学位,并中选为英国皇家懂得会员拉。
1684年,哈雷首次去剑桥探望艾萨克·牛顿的时刻,英国皇家懂得的一组成员,包罗物理学和动物学家罗伯特·胡克.建-筑师克里斯托弗·雷恩和艾萨克·牛顿,正试图破解行星行-动的密码拉。哈雷是参与这三人组中最年轻的一员,你们的任-务是用数学来描写行星旋绕太阳运转的办法和本因拉。你们在与相互的竞赛中试图变成第一位找随处置计划的人,这是与十分激励人的天性的拉。你们的疑是要找出一位力学模子,使行星绕太阳运转,而不挣脱轨道或者落入恒星拉。
胡克和哈雷以为要处置这个疑,就必-要有一种力气,使行星在旋绕恒星的轨道上运转,并随着行星与恒星差异的平方反比而缩小,这即是咋们今天所知的平方反比定律拉。
胡克和哈雷的钻研方向是准确的,只管雷恩供应了金,但你们未能缔造出理-论上存在.与视察结局吻合的轨道拉。
哈雷造访了牛顿而且向他诠释了这个观点,还诠释了他无法证实一定这轨道的存在拉。在哈雷的激励之下,牛顿将哈雷的工做到就进展成至今最著名的科-学著做之一《自-然哲学的数学理由》,平时简称为牛顿理由拉。
第三版牛顿《自-然哲学的数学理由》,1726年位于英国曼彻斯特的约翰·雷诺兹图书馆拉。图片来源维基同享拉。
哈雷变成皇家天文学家
哈相似时也由于他在天气学方方面面的钻研著名拉。他的才气是赋予宏大的数据意义,1686年,他绘制了一幅世界舆图拉。这张舆图上展现了海域上最主要的风骚,被以为是第一份出书的天气图拉。
哈雷连续游览而且从事更多其余事情事情,比如试图将人丁去世率和年龄做出关联,这些数据变成精算师盘算人寿保险主要的数据拉。
在1720年,哈雷继任弗兰斯蒂,变成格林威治的第两个皇家天文学家拉。
埃德蒙·哈雷1686年绘制的世界舆图描绘了信风和季风的方向,被以为是第一位天气舆图拉。图片来源于princeton.edu
总结哈雷彗星即是以生于1656年11月8日的天文学家- 埃德蒙·哈雷的名字命名的拉。
BY:EarthSky
FY: Rachel Chen
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