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神秘的天文数字

天文学家通过眼睛或望远镜对星体进行观测,通过观测,天文学家对浩瀚星空的发现不断涌现,从而探索出宇宙的种种奥秘。但是或许你不知道,数学计算也是研究天文学的重要工具。

1766年,德国物理学家提丢斯在家闲坐的时候,发现了一组有关宇宙规律的数:0,3,6,12,24,48,96,192,384,…这串数的出现,震惊了整个科学界,引发了数百项不同的研究。奇怪的数背后到底预示着什么呢?又有什么惊天的秘密呢?

仔细观察这串数,除了前两个数似乎是随机选择的,随后的每一个数都是前一个数的两倍。然而,提丢斯的探索并没有止步于此,他还发现把0,3,6,12,24,48,96,192,384分别赋予这样的运算:先加上4,再除以10,就会得到0.4,0.7,1.0,1.6,2.8,5.2,10.0,19.6,38.8。这组数看起来普普通通,但提丢斯发现这组新数,竟然恰好和当时太阳系中所发现的行星与太阳的距离以天文单位表示的数值非常吻合!

当时的天文学家只知晓水星、金星、地球、火星、木星和土星,并且已经测定了各个行星到太阳的距离。

水星距太阳约57910000千米

金星距太阳约108200000千米

地球距太阳约149600000千米

火星距太阳约227940000千米

木星距太阳约778330000千米

土星距太阳约1429400000千米

这些数实在是太大了,我们很难发现它们之间有什么规律。然而把它们换算成天文单位时,你就会发现惊人的秘密。

天文学定义,地球到太阳的平均距离为一个天文单位(AU),一个天文单位约等于1.496亿千米。

将行星到太阳的距离换算成天文单位后,我们就会发现行星到太阳的距离确实与那组新数非常接近。1772年,德国另一位天文学家波得进一步研究并公布了这一发现,因而后人以二人的名字共同命名此发现为“提丢斯-波得定则”(简称“波得定律”)。可是,有一个问题,火星与太阳的距离接近1.6个天文单位,木星与太阳的距离接近5.2个天文单位,按照定律,木星与太阳的距离应该接近2.8个天文单位才更加合理,可为什么偏偏略过了2.8这个数值呢?

2.8在1.6和5.2之间,也就是说处于火星和木星之间是不是存在着一颗还未发现的行星呢?波得坚信他的定律,因此他向其他天文学家发出呼吁,希望大家一起寻找这颗“丢失”的行星,这个呼吁得到了许多人的积极响应。但是,很多年过去了,天文学家们并没有发现这样的一颗行星。正当大家心灰意冷想放弃时,1781年,英国一位天文学家赫歇尔在观测星空时意外发现了一颗行星,也就是太阳系的第七大行星——天王星。这让波得感到非常兴奋,彼得迅速找到了它的运行轨道,他惊喜地发现这颗行星到太阳的距离是19.6个天文单位,基本上符合“波得定律”。这一发现极大地鼓舞了“波得定律”的支持者们,他们更加确信在火星和木星之间,必定存在着一颗“丢失”的行星。

他们跃跃欲试,充满信心地去寻找。后来,天文学家发现火星与木星之间并没有大行星,而是存在着一条小行星带。宇宙中存在着许多小行星带,但相比之下,这一区域的小行星最密集,而它与太阳的距离是2.77个天文单位,恰好与2.8个天文单位相近。

照这样看来,难道我们的太阳系是有人按照这样的数学规律缔造出来的?事实上,在行星观测历史上,天文学家走过了漫长的路程。1846年和1930年,海王星和冥王星也相继被发现,但它们与太阳的实际距离并不是“波得定律”预言的38.8和77.2个天文单位,可谓是定律的两个特例,这对于“波得定律”来说无疑是一个巨大的冲击。行星与太阳的距离越远,误差越大,规律就越来越不吻合,故许多人对“波得定律”持怀疑的态度。

(注:冥王星于2006年8月被降级为矮行星,太阳系九大行星修改为八大行星)

“波得定律”自然有它的不足之处,至今为止仍然缺乏让人信服的物理基础。但不可否认它对天文学的贡献,科学家利用这一规律确实算到了天王星和小行星带的存在。除此以外,在许多气态行星的卫星系统中也发现了与“波得定律”类似的规律性。关于“波得定律”的发现,是巧合还是必然,尽管有人做出了一些解释,但并无定论。随着时间的慢慢流逝,“波得定律”已逐渐被扔进历史的长河中,但不管怎样,这一定律已成为人们孜孜以求的世纪之谜。

我们凝视星空,一次次地探求宇宙的真相。宇宙是无数奇迹和谜团交织的舞台,每一颗星星都是一个独特的存在,每一个发现都让我们更加惊叹。让我们保持对宇宙的好奇心和勇于探索的精神,用科学的眼光、哲学的思考加上艺术的想象,在寻找宇宙真相的过程中勇敢地前行,与宇宙共舞! zthGPwlV1sE+2wsf73Y312NbCyCF6STqdhTm4hnZetPVvRfcxMZCrJxtYalXBtwT

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