海王星是怎样用数学发现的

海王星是怎样用数学发现的

1846年9月28日,德国柏林天文台伽勒博士接到一封信.信是法国青年数学家勒威耶写给他的,请他在夜里把望远镜对正某一方天空.勒威耶预言：在那里将会发现一颗新的行星—— 太阳系的第八颗大行星.伽勒博士立刻把精密的星图捡了出来,当夜就开始搜索,只经过半小时的观察,他果然在勒威耶指示的那一方天空里,发现了一颗光亮很弱的星；过了24小时再观察,证实这颗星在不断地移动,确实是一颗未曾发现的行星.勒威耶的预言应验了——这颗新的行星,后来命名为海王星.
根据预言发现的新行星,海王星是第一颗.太阳系有9颗大行星：水星、金星、火星、木星、土星,在地球上的人们光凭眼睛就能看到,因而在有史以前,人们就知道这5颗行星了.其余3颗,天王星、海王星、冥王星,都要用望远镜才能看到,因此天王星直到1781年才被发现.天王星跟海王星不同,它的发现完全是偶然的.
一个喜欢看星的英国风琴家赫歇耳,他每天夜里用望远镜观察星空,无意中发现了这颗不断移动的新星.起先,他以为看到的是一颗彗星,经过许多人推算,证明这颗星的轨道几乎是一个圆,才肯定它也是绕着太阳转圈子的一颗行星,就把它命名为天王星.
太阳系扩展了不止一半
天王星发现之后,很多人都把望远镜对准了天王星.不久,它运行的规律就给人们推算出来了.天王星绕着太阳在一个半径不到29亿千米的近乎圆的轨道上运行,速度将近7千米/秒.天王星的轨道半径比地球的大19倍多,运行速度比地球慢,因此在地球上过了84年又9个月,在天王星上才过满一年.
奇怪的事情跟着发生了.1800年以后,天王星的运行速度忽然渐渐加快了,到1830年左右,它的运行速度又比往常慢了.在1800到1810那10年间,天王星在空间经过的路程,比它在1830到1840那10年间所经过的要长得多.并且在这些年间,天王星离开了人们给它推算的轨道,离太阳更远了一点儿.这种情形,别的行星也是有的,要是一颗行星跟另一颗行星相接近了,它们因为互相吸弓侩稍稍脱离人们推算的轨道.在正相接近的时候,轨道较小的那颗行星速度会稍稍加快；在正相远离的时候,轨道较小的那颗行星速度会稍稍减慢.因此有人猜想,天王星的轨道外面还有一颗人们从未见过的新的行星.
新的行星比天王星更远,它一定比天王星更加暗淡,在茫茫的太空中,如果光靠望远镜盲目地搜寻,可能永远找不到它.因此有人根据天王星的运行速度和轨道的改变,来推算这新行星的位置.推算当然不是一件容易的事,得应用许多复杂的
物理和数学的公式.1845年,一个英国青年数学家叫做亚当斯的算出来了,把结果交给了英国皇家天文台.不知什么缘故,皇家天文台把他的推算结果搁在一旁,没有按着他的指点去搜寻.第二年,勒威耶也把结果推算出来了,而伽勒依着他的推算结果,找到了这颗新的行星——海王星.
虽然伽勒博士第一个看到海王星,可是真正的功绩还属于推算的人.因此大家都认为这发现的荣誉,应该属于亚当斯跟勒威耶两位.由于他们的推算,太阳系的半径又向外扩展了16亿千米.
遥远的世界
海王星跟太阳的平均距离是45亿千米,比地球离太阳远30倍还多.所以在海王星上看太阳,只有在地球上所看到的金星一般大小.海王星表面每个单位面积所接受到的太阳的光和热,只有地球上的1/900.假使海王星表面的组织跟地球相似,那么因为所受到的太阳光太少,温度该在-200℃以下.
海王星的轨道虽然那么大,它运行的速度却比天王星还来得慢,每秒钟走不到5.5千米,等它绕太阳转一个圈子,地球上已经过了165年了.因此以海王星来说,它被地球上的人发现还没有满一年.
在海王星上,年虽然那么漫长,可是月却短得诧异.已经发现海王星也有一个月亮.人们设想,在海王星上看那个月亮,正好跟咱们在地球上看到的月亮差不多远近,差不多大小,当然暗淡得多.那个月亮绕着海王星转得很快,每转一圈还不到地球上的6天.最奇怪的是那个月亮转动的方向,恰跟地球的月亮相反.
海王星自身是不是在旋转呢?这个问题至今还没有解决.因为它太远了,用望远镜观察,无法在它表面上认定一个标志来研究它是否在旋转.有人说海王星每7小时15分旋转一次,假使这话是对的,地球上过一天,海王星上已经过了将近4昼夜了.
海王星的直径约5万千米,体积比地球大60倍.对于海王星,人们现在只知道这样零零碎碎的一点儿皮毛,因为它离地球实在太远了.