狗年天文學史

歷史上的狗年曾經發生了不少與天文學有關的重要事件，且聽我慢慢道來~

公元1598年

第谷《新天文儀器》首次出版

第谷·布拉赫（Tycho Brahe）是一名丹麥天文學家，他最為人稱道的成就是精密的天文觀測數據。

精密的數據來自於同樣精密的儀器，在《新天文儀器》（Astronomiae instauratae mechanica）中，第谷悉數記錄了自己用於觀測的天文儀器，並附上精美圖示：

《新天文儀器》書影

其實這本書第谷前後醞釀了十多年，那是什麼因素促使他選擇在這樣一個時間點完成此書並出版呢？這要回到該書出版的十年前。1588年，鼎立資助第谷天文觀測事業多年的丹麥國王駕崩，新任國王對第谷的所謂天文觀測並不感冒，這使得雙方的關係開始走下坡。到了1597年，忍無可忍的第谷決定出走丹麥，尋找新的贊助人。

第谷的觀星台——天堡（上）與星堡（下）

圖源 Wikipedia

此時第谷完成了這本《新天文儀器》，既是對自己這些年使用發明的所有儀器的一個整理總結，也能作為向各國王公貴族自我推銷的一份簡歷。

最終第谷選擇了神聖羅馬帝國的魯道夫二世，並來到布拉格。在這裡，他遇見了被後世尊為「天空立法者」的德國天文學家開普勒（Johannes Kepler）。開普勒利用第谷留下的火星觀測數據，總結出著名的行星運動三定律。

1610年的開普勒

圖源 Wikipedia

公元1610年

伽利略使用望遠鏡觀測到木星四顆

衛星，同年出版《星際信使》

在之前的文章中（一位義大利中年數學教授與望遠鏡的二三事），我們提到伽利略並不是發明望遠鏡的人，甚至也不是第一位使用望遠鏡觀測天空的人，不過伽利略在使用望遠鏡觀測夜空時做的一系列工作，可謂是開創了先河。在1610年出版的《星際信使》中，伽利略展示了他使用望遠鏡觀察天空時的所見所聞。

首先是月球。伽利略發現月球表面粗糙起伏，與亞里士多德所述格格不入。伽利略還注意到月球表面的明暗界線，這條線在經過月面上的暗區時顯得十分平滑，但經過亮區時則不太規則。因此他推斷暗區是平坦、低洼的區域，而亮區有山脈。

圖源 Wikipedia

這裡還要稱讚一下伽利略的美術功底，我們甚至可以在這張400年前的月面素描上分辨出澄海和第谷環形山：

《星際信使》提到的另一項重大發現是木星的衛星。最開始的時候（1610年1月7日），伽利略發現木星旁邊有三顆小星星，當時他以為這些只是肉眼看不到的恆星。但接下來連續好幾天觀察到的現象讓伽利略意識到事情並不簡單。

伽利略開始了有目的的觀察，重點落在了三顆小星星（後來又發現了一顆，一共四顆）的動態上。伽利略發現，這些小星星以非常快的速度在運動，有時候會被木星遮擋，有時候又會遮擋木星，而且運動時和木星的距離似乎存在一個有限值。

很明顯，這幾顆星星在圍繞木星運動，伽利略看到的是木衛系統，彷彿是一個微縮版太陽系，給日心學說提供了強有力的支持。

公元1742年

詹姆斯·布拉得雷成為第三任皇家

天文學家

1742年，詹姆斯·布拉得雷（James Bradley）接替去世的埃德蒙·哈雷（Edmond Halley），成為第三任皇家天文學家。布拉得雷的一大成就是發現了光行差。

光行差的發現完全是一個「有心栽花花不開，無心插柳柳成蔭」的故事。布拉得雷原本是想觀測周年視差，他選擇了天龍座γ。按照計算，周年視差會使得這顆恆星在每年 12 月 18 日前後到達最南。但實際的觀測結果表明，該恆星到第二年 3 月份才運動到最南，而且比預計值要南 20"，然後恆星開始向北運動，9 月份到達最北，南北變化幅度達到 40"。

一臉困惑的布拉得雷又對更多恆星進行持續觀測，發現這種運動模式是普遍存在的，而且與恆星的黃緯相關。

恆星越接近黃道，運動軌跡越扁

圖源 Wikipedia

後來布拉得雷意識到，這種現象並不是我們一直要尋找的周年視差，而是一種不曾預料到的新現象——光行差。光行差的現象有點像我們在雨中打傘時需要根據自己的行走速度和方向及時改變撐傘的角度。

光行差的存在意味著兩件事：第一，地球在運動；第二，光速有限。

公元1682/1910年

哈雷彗星回歸

自望遠鏡登上人類歷史舞台以來，哈雷彗星在狗年回歸了兩次，一次在1682年，一次在1910年。

1682年，時年26歲的哈雷就曾跟蹤觀測了這顆後來被冠以自己名字的彗星，只是當時哈雷尚未意識到彗星會再度回歸。二十多年後，當哈雷運用牛頓力學分析了1337年至1698年間出現過的彗星，發現了1531年、1607年和1682年的彗星有非常相似的軌道要素，這才意識到原來自己可能看到了一顆會再度回歸的彗星。

哈雷在論文里提到自己曾經觀測過這顆在1682年回歸的彗星

228年後的1910年，哈雷彗星又一次在狗年歸來。計算顯示彗星的彗尾將會掃過地球，更要命的是，當時對彗星的光譜分析顯示彗尾中含有劇毒的氰。有天文學家擔心彗尾的氣體會因此滲入地球，導致全球生物滅絕。

不過很快就有其他天文學家出來闢謠，解釋哈雷彗星的彗尾「比真空還要空」，不會有任何影響。但恐慌情緒早已散布開來，民眾大量購入防毒面具，市面上甚至出現了能抵禦彗星傷害的所謂「彗星藥丸」。

公元1958年

NASA正式成立

1958年7月29日，時任美國總統艾森豪威爾簽署了《美國國家航空暨太空法案》，宣告美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration, NASA）成立，當年10月1日，NASA正式開始運營。NASA是美國聯邦政府的一個獨立機構，負責制定、實施美國的民用太空計劃、與開展航空科學暨空間科學的研究。

今年恰逢NASA成立60周年，上圖便是官方發布的60周年紀念logo。紅藍兩線組成數字「6」，表示NASA已經走過了六個十年。紅色線末端的火箭圖樣代表了NASA正在研發的深空運輸系統，包括SLS火箭（Space Launch System）以及獵戶座飛船（Orion crew vehicle）。

SLS火箭發射效果圖

圖源 NASA

明天大年初三，我們會繼續講述最近四個狗年裡發生的天文/航天大事件，敬請留意~

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