人類是怎樣發(fā)現(xiàn)第一顆小行星的？

邢強(qiáng)

神秘的公式

這一切要從251年前說(shuō)起了。公元1766年，畢業(yè)于萊比錫大學(xué)的提丟斯已經(jīng)是德國(guó)維滕貝格大學(xué)的教授了。有一天，他在草稿紙上寫下金星、火星、木星和土星的軌道數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)學(xué)非常敏感的他左看右看，總感覺(jué)這些數(shù)據(jù)背后有規(guī)律存在。他把這些行星到太陽(yáng)的距離列成了表格，但是沒(méi)能給出詳細(xì)的公式。

后來(lái)，比提丟斯小18歲的柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)約翰·波特發(fā)現(xiàn)了這個(gè)表格，仔細(xì)看了很多遍，突然靈感迸發(fā)，找到了其中的規(guī)律！

于是，著名的提丟斯一波特定則就這樣誕生了。這個(gè)定則實(shí)際上是描述太陽(yáng)系內(nèi)各大行星到太陽(yáng)距離的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式。

這個(gè)公式到底靠不靠譜呢？必須要靠實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證。

代入之后，計(jì)算得到水星到太陽(yáng)的平均距離為04個(gè)天文單位。而實(shí)測(cè)值為多少呢？是0.3871個(gè)天文單位，誤差僅為3.33%。金星到太陽(yáng)的距離為0.7個(gè)天文單位，而實(shí)測(cè)值為0.7233個(gè)天文單位?；鹦堑墓街禐?.6.而實(shí)測(cè)值為1.5237。

但是，當(dāng)我們?cè)诎底泽@嘆大自然居然能夠如此有趣的時(shí)候，繼續(xù)帶入公式計(jì)算的話，就會(huì)迷惑了……

震驚世界的發(fā)現(xiàn)

按公式計(jì)算，在火星以外，會(huì)有一個(gè)到太陽(yáng)距離為2.8個(gè)天文單位的行星，但是當(dāng)時(shí)并未發(fā)現(xiàn)這個(gè)行星。于是，波特給出了一則神秘的預(yù)言：

在距離太陽(yáng)2.8個(gè)和19.6個(gè)天文單位的地方，會(huì)分別有2顆尚未被人類發(fā)現(xiàn)的行星！

這個(gè)預(yù)言會(huì)不會(huì)被現(xiàn)實(shí)印證呢？遠(yuǎn)在德國(guó)，有一位不同尋常的音樂(lè)家——威廉·赫歇爾爵士。他和妹妹有一大愛(ài)好，就是手工打磨鏡片，制作天文望遠(yuǎn)鏡并觀測(cè)太空。憑借對(duì)音樂(lè)的直覺(jué)，他相信行星的軌道分布就像音符那樣，能滿足提丟斯·波特定則。1781年3月13日，威廉·赫歇爾宣布發(fā)現(xiàn)天王星，進(jìn)一步拓展了人類的認(rèn)知邊界。

而對(duì)天王星軌道的測(cè)定結(jié)果令世人驚訝了。天王星到太陽(yáng)的實(shí)測(cè)平均距離為19.2184，而波特給出的預(yù)言中，這個(gè)值是19.6，誤差只有1.986%！

人們瘋狂了！預(yù)言里提到的第一顆星星被發(fā)現(xiàn)了！

于是，距離太陽(yáng)僅2.8個(gè)天文單位，位于火星和木星之間的那顆行星就成了世界各地天文學(xué)家和天文愛(ài)好者爭(zhēng)先恐后搜尋的目標(biāo)，誰(shuí)會(huì)摘下這個(gè)果實(shí)，名垂青史呢？

幸運(yùn)女神到來(lái)了！

18世紀(jì)末，歐洲的天文學(xué)家們組織了人類歷史上第一次大規(guī)模天文學(xué)會(huì)議。會(huì)上，大家討論了對(duì)“幽靈”行星的看法，并且自發(fā)組成了24個(gè)觀測(cè)小組。

然而，沒(méi)等到這24個(gè)匯集了著名天文學(xué)家的龐大觀測(cè)團(tuán)隊(duì)有所發(fā)現(xiàn)，在19世紀(jì)的第一天，也就是1801年1月1日，在地中海的西西里島上，命運(yùn)女神降臨了。

這個(gè)幸運(yùn)兒是一位數(shù)學(xué)教授，皮亞齊神父。他原本受斐迪南國(guó)王之命，繪制精確的西西里島地圖，并成了當(dāng)?shù)靥煳呐_(tái)的臺(tái)長(zhǎng)。一天晚上，皮亞齊神父用天文望遠(yuǎn)鏡看到了一顆在星圖上沒(méi)有標(biāo)注過(guò)的新星。但是有意思的是，這顆新星居然在緩緩移動(dòng)。

55歲的皮亞齊神父感嘆自己已經(jīng)上了年紀(jì)，眼睛不好用了，就去休息了。在第二天，皮亞齊神父又發(fā)現(xiàn)了那顆星，而且仍然在移動(dòng)。之后連續(xù)多天，那顆星的情況依然如此。

皮亞齊神父這才意識(shí)到，他沒(méi)有眼花，這并不是一顆在天空中保持相對(duì)位置不變的恒星，而是一種類似彗星但運(yùn)行速度要慢得多的天體。

他不知道，當(dāng)時(shí)歐洲的科學(xué)家們有多么渴望發(fā)現(xiàn)那顆距離太陽(yáng)2.8個(gè)天文單位的“幽靈”行星。

最終，皮亞齊神父公布了他的發(fā)現(xiàn)，并且將這個(gè)天體命名為谷神星。根據(jù)數(shù)學(xué)家高斯的計(jì)算，谷神星到太陽(yáng)的距離為2.77個(gè)天文單位，與波特預(yù)言的2.8個(gè)天文單位僅有1.083%的誤差！第一顆小行星就這樣被發(fā)現(xiàn)了。