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彗星:星际流浪者

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最近的网红是新智彗星(Neowise)。7月23日新智彗星距离地球最近,只要天气好,用肉眼就可以看见挂在北斗星下面的这颗新智彗星。不过现在它已经远去,逐渐消失在茫茫的宇宙中。据说这颗彗星几千年才会光临一次地球。

彗星是宇宙中一种很神秘的天体,是星际流浪汉,至今科学家还没有完全认识它的真面目。彗星不但有一个长长的大尾巴,每次都神不知鬼不觉地突然出现在夜空上,而且有的彗星个头还特大,出现时非常引人注目,因此人类很早就有关于彗星的记载。对此英国著名学者李约瑟先生这样说:“关于彗星,巴比伦有些楔形文字记录,可追溯到公元前1140年。欧洲古代和中世纪对彗星的观测次数也很多。可是比较起来,中国的记录却最为完整。公元1500年以前出现的四十颗彗星,它们的近似轨道几乎全部是根据中国的观测推算出来的。”中国人为啥要这么仔细地记录彗星呢?是因为中国人那时候就懂科学吗?对不起,古代中国人这么仔细地记录彗星的原因不是因为科学,而是我们现在说的迷信。中国古人把这些不期而遇的流浪者叫做扫帚星,扫帚星的意思就是灾星。不过人类迷信的思考和科学是同源的,扫帚星的说法是因为古人对彗星充满好奇却又找不到正确解释以后引发的想象。科学就是一代一代怀着好奇心的人继续探索下去,走出迷信的结果。那古人是怎么说的呢?

这次的新智慧星出现在北斗星下面,关于彗星出现在北斗星附近的现象,中国古代最早的一部天文书籍《星经》,也叫《甘石星经》里就有记载。《星经》里写道:“彗孛入斗中,天下改主,有大戮……。”意思是,如果彗星出现在北斗星附近,天下就要改朝换代,有大的杀戮。这些就是古人因为好奇,看到神奇的彗星,却又找不到能够解释它的科学知识时,想象出来的。《星经》是出自公元前4世纪,战国时期齐国和魏国的天文官甘德和石申,他们就是中国最早怀着好奇心仰望星空的人。而科学的天文学就是这样心怀好奇仰望星空的人创造出来的。

那么人类是从什么时候开始科学地认识彗星的呢?

大家都知道,牛顿写了一部旷世之作《自然哲学之数学原理》,鼓励牛顿写这本书,并且出钱印刷了第一版的人就是当时英国格林威治天文台的台长哈雷。牛顿的万有引力定律,其实就是开普勒行星运行定律的数学解释,万有引力定律就是行星椭圆形运行轨道的数学模式。不过当时牛顿的定律对彗星的运行是否有效还不明确。哈雷是天文学家,他认识牛顿以后,对彗星的运行发生了兴趣。于是他开始整理从1337年至1698年之间出现的24颗彗星的运行情况。在整理这些彗星资料的时候,哈雷发现有三次彗星出现的时间间隔都是76年,于是他发表了一篇文章,在文章里他预测有一颗彗星将在1758年出现。到了1758年天空中果然出现了一颗巨大的彗星。这时哈雷已经去世了,于是人们为了纪念这位伟大的天文学家,把这颗彗星命名为哈雷彗星。

不过彗星神秘的面纱仍然没有完全揭开。随着科学的不断进步,现在科学家已经知道,彗星大概有三种情况,一种就是像哈雷发现的那样,以椭圆形轨道运行的,这种彗星会定期回归。还有两种,一种是以抛物线,一种以双曲线轨道运行,这样的彗星有来无回。那神秘的彗星来自哪里呢?目前认为回归的彗星来自太阳系边缘的奥尔特云,而有来无回的彗星,很可能是被太阳引力吸引来的,来自太阳系以外的流浪天体。

(作者李建荣,笔名老多,科普作家,文津图书奖、中国科普作家协会优秀科普作品奖获奖作品《贪玩的人类》系列作者)