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硬核科研:观星8年一事无成,回家惊闻本人已死(图)

新闻来源: SME科技故事 于2019-01-23 23:40:12  提示:新闻观点不代表本网立场





如果要评选出,谁是科学史上最倒霉的人?

那么,这位法国科学家纪晓姆·勒让提(Guillaume Le Gentil)恐怕有机会拔得头筹。


为了观测百年罕见的天文奇观,他背井离乡前往异邦探险。

明明已经顺利抵达,他却因战争的缘故与其失之交臂。



他下定决心等了8年后,结果又再次因天气错过了。

一事无成的他回国后惊讶地听闻自己已经“死亡”了。

不光是全部财产被瓜分,他的妻子也跟别人跑了。

就连他在科学院的位置也换成了其他人......

或许我们总会记住和歌颂那些功名成就的人,却忽视了像他这样无畏付出的科学家。




地球距离太阳有多远?

相信我们只要上网一搜,就能给出答案了。



即是近日点约为1.471亿千米,远日点为1.521亿千米。

然而说到这个距离是怎样算出来的,可能就没多少人知道了。



更鲜为人知的是,日地距离的测定被誉为“最崇高的天文问题”。


早在17世纪初期,科学家就想出了有效的测量方法。




自古巴伦时期,天文学家就发现一个罕见的自然奇观:

作为内行星的金星在绕日运行时,会在某个时刻处在太阳和地球之间。



此时,地球上的人类就能看到日面上有一小黑点缓缓移动。

这就好比在太阳上长了一颗“美人痣”。



当金星和太阳、地球排成一条直线时,就发生了“金星凌日”现象。

那么,如何通过金星凌日这个奇观能测量出日地距离呢?



观测金星凌日来确定太阳视差

一般来说,要想用这种方法测量日地距离,需要在两个经度相同、但纬度相差较大的地方同时观测金星凌日。

由于观测地点存在差异,两地看到的金星划过太阳的轨迹会有不同。

通过比较两条轨迹通过太阳的时间差异,能计算出金星相对于进行观测的两地的视差角。

然后,用两地间的距离除以这个视差角,就能计算出地球与金星之间的距离。

基于这组数据,人们就能利用开普勒第三定律计算出日地距离。



开普勒第三定律:行星绕日运动轨道半径的立方与其运动周期的平方成反比

这种方法由著名的天文学家哈雷提出,但他本人却一直没能等到该现象发生。

由于金星与地球所在的公转轨道并不处在同一平面上,而是存在3.4°的夹角。

所以,金星凌日的情况十分罕见。

尽管如此,但要预测它发生的时间并不难。

哈雷就准确地预测金星凌日接下来将会在1761年和1769年发生。





因为大约每隔100多年,就会发生一对间隔八年的金星凌日。

于是,他在去世之前就号召了全世界200多名天文学家共同完成该使命。

这也是有史以来人类首次为了同一个科学目标而联合在一起。

那时英国,奥地利和法国的天文学家前往世界各地,包括西伯利亚,纽芬兰、印度和中国等。

在那个交通极不发达的年代,科学家提前数年开始动身前往目的地。



而本人的主人公,法国天文学家纪晓姆·勒让提则选择前往印度。

靠着一路的科研奋斗,纪晓姆已是颇负盛名的科学院院士。



作为当时的社会名流,他拥有着丰厚的家产和美丽的妻子。

但他现在必须得先忍受短暂的别离,走上为科研献身的探险之路。

他于1760年3月从巴黎出发,并于7月抵达法兰西岛。



不曾想,英法两国突然爆发了七年战争。



这不仅阻碍了他前往东部的航道,还给他的行程蒙上了重重阴影。


但他并没有放弃,而是绕道而行,在漫无边际的海上漂泊数月。



最终,他在金星凌日的前三个月抵达了印度科罗曼海岸。




可当他准备停船靠岸时,却得知那里已经被英国占领了。

更为棘手的是,驻守在那的英军不允许给法国人上岸,甚至他还被扣押了一段时间。



恢复自由后的纪晓姆不得不灰头丧气地回到海上继续漂泊。

眼看着凌日的时间就快到了,他心急如焚却又无能为力。



很不幸,金星凌日的那天(6月6日)到来时,他仍没能停泊靠岸。



那一天天气晴朗,是观测这一天文奇观的最佳时机。

可纪晓姆却因颠簸的船只而无法进行观测,眼睁睁看着煮熟的鸭子飞了。



实际上,像勒让提这样没能顺利观测的天文学家并不在少数。

一些是观测工作到一半时遭到了战争的骚扰。另一些是遭受到恶劣天气以及疾病的影响,无法获得有用的数据。



不过当时纪晓姆无法得知这些信息,他认为自己是世界上最不幸的人。



但其实对于顺利观测到此次凌日的人来说,也不一定能如愿达到目的。

因为他们将面临大自然的一项考验,即是所谓的“黑滴效应”。



原来要想准确观测,就得从金星切入太阳视圆面的时刻就开始精确地计时。

但现实是,金星并不会很清晰地切入太阳视圆面,而是会被拉长成椭圆形。



当金星突然再次变回圆形时,它极可能已经切入太阳视圆盘一段距离了。



金星凌日时的“黑滴效应”


也就是说,技术不过关的话就会错过它最初切入的那一时刻,从而影响观测的精确度。

而纪晓姆也只好用这样的借口来宽慰自己了。



好在他知道自己在八年后还有一次观测的机会。

对他而言,观测凌日这件大事,不成功便成仁。



明知在异国他乡会遇到各种艰难险阻,但他还是毅然选择留在原地等待。





不久之后,他想办法登上了印度这片神奇的土地,并在那里定居。

一开始,他面临最大的问题就是言语不通。



他使尽浑身解数来学习当地的语言,直到能跟当地人进行交流为止。

这位长相憨厚的法国人跟当地人结交了深厚的友谊。



接下来,他一边进行天文学研究工作,一边了解印度民俗和文学,研究当地环境和气候等等。



大约18世纪的印度


同时,他还热情地传播金星凌日等天文学的知识。

当然,他一直都在为最重要的凌日观测做着各种准备工作。



为此,他还在当地修建了一个新的观测站。

看起来纪晓姆日子过得充实,但又有多少人能体会他这八年流落在外的孤寂。



他每日每夜都在挂念着远在大洋彼岸的家人,特别是自己深爱的妻子。

但为了能观测到金星凌日,他只好独自忍受着相思之苦。



19世纪的金星凌日观测站

终于,他艰难熬过了8年,迎来了凌日的1769年。

彼时,纪晓姆几乎做足了一切准备工作,包括如何应对黑滴效应等。



按往年的经验,印度的五六月都是阳光普照的好天气。

为了确保万无一失,他从五月开始就做好随时观测的准备了。


苦心地等待了一个多月后,终于等来了6月3日金星凌日的这一天。





本来是天气晴朗的好天气,可就在金星就要进入太阳的十多分钟前。

天色突然骤变,黑云密布,一场瓢泼大雨倾盆而下。


正在室外等待的纪晓姆被大雨淋得全身湿透了。

通常来说,金星凌日的整个过程会持续大约6小时左右。


它就像我们比较常说的日环食一样,凌日的过程会分为凌始外切、凌始内切、凌甚、凌终内切和凌终外切等多个步骤。




金星凌日的全过程


可好不容易等雨停了,结果发现金星已经现出日轮了。

就这样,纪晓姆日思夜想的金星凌日又再一次结束了。



这也意味是足足八年的等待到头来成了一场空。


不是因为自己不努力,而是连老天爷突然变脸导致的,怨不得了谁。



这让纪晓姆感到彻底的绝望。

欲哭无泪的他瘫坐在地上,久久说不出一句话。





他心里清楚,自己有生之年再也没有机会遇到了。

历史的经验来看,金星凌日以243年的周期重复以下模式:



经过121.5年漫长的岁月,会出现一对间隔8年的凌日事件。

而再过105.5年之后,会出现另一对间隔8年的凌日事件,周而复始。



这是因为地球与金星之间,存在着接近243:395的轨道共振。




具体来说,就是地球上的243个恒星年(每年365.25636天)是88757.3天。

而金星上的395个恒星年(每年224.701天)是88756.9天,二者相当接近。

这意味着每经过243年,地球和金星就几乎运行到了各自轨道上的相同位置。

我们这个世纪的“金星凌日”分别发生在2004年和2012年。

根据时间推算,下一次的“金星凌日”将会发生在2117年。





如果之前错过了的话,我们也跟纪晓姆一样再也没机会目睹这一奇观了。

只不过,这对我们没什么影响,但对纪晓姆却是沉重的打击。



一再错过的现实使他内心更望到了极点,纪晓姆很快就病倒在床了。

多亏了当地好友的悉心照顾 ,他才不至于被死神夺去性命。



虽说事业上一无所获,但至少还有远方的妻子在等着自己。

等身体恢复地差不多的时候,他就于1771年踏上了回家的征途。



纪晓姆手绘的星空图


谁能料想到,当他回到故土时,却发现自己被“死亡”了。

不光财产被亲戚瓜分,连日夜思念的妻子也跟别人跑去结婚了。



甚至连自己努力当上的科学院院士位置也被人取代了。

原因在于,几乎所有人都认为,久无音讯的纪晓姆早就客死他乡了。



纪晓姆一气之下,将科学院和瓜分财产的亲戚告上了法庭。

具体诉讼经过已不晓得了,但结果是纪晓姆是以败诉告终的。



他非但没能追回自己的财产,还欠下了一笔高额的诉讼费用。

原本就8年一事无成的他,更是被弄得像丧家犬一样落魄不堪。



或许身外之物还是次要的,又有谁能一再承受满心期待却落空的痛苦?

何况,这还是来自事业和家庭的双重打击。



好在他的的不幸遭遇得到了一位小姐的同情和支持。

久而久之,两人生出爱意,并结了婚。



现代观测金星凌日的方法设备


在这之后,纪晓姆才重整旗鼓,开始了新的生活。

他在继续搞天文学研究的同时,还撰写了两本关于印度人文的书。



不久之后,他又一次凭借自己的才华,成为当地的知名人士。

至于未完成的金星凌日,以及日地距离的测算,也成了他终生的遗憾。



其实18世纪的那两次金星凌日都没有精准测算出日地距离。但它们在历史上有不可磨灭的意义。



1883年,另一位科学家西蒙•纽科姆总结了4次金星凌日的观测记录,算出了1.4959亿千米这一结果。

放到现在来,这个数值看也是一个相当精确的数值。



几个世纪过去了,我们已不再依赖金星凌日来得到更精确的日地距离。

但人类对金星凌日的探索热情从未消减,并以此作为人类探索太阳系外行星的重要方法。





而通讯发达的当下,观星八年成“死人”的辛酸故事已然不会再上演。

但像纪晓姆这样无名又无悔为科学的人却从未减少过.......

*彩蛋:

当英国人扣押了纪晓姆·勒让提的同时,英国的两位天文学家:查理斯·梅森(Charles Mason)和杰里迈·狄克森(Jeremiah Dixon)也因受法国掠私船的袭扰,不得不放弃原计划在苏门答腊的观测点,提前在开普敦附近登陆观测。

*参考资料

Transit of Venus.Wikipedia.on 10 January 2019, at 20:54 (UTC).

McClure, Bruce (29 May 2012). "Everything you need to know: Venus transit on June 5–6". EarthSky. Earthsky communications Inc. Retrieved 2 June 2012.

Ruđer Bošković, Giornale di un viaggio da Constantinopoli in Polonia, 1762

Pogge, Prof. Richard. "Lecture 26: How far to the Sun? The Venus Transits of 1761 & 1769". Retrieved 25 September 2006.

Sawyer Hogg, Helen (1951). "Out of Old Books (Le Gentil and the Transits of Venus, 1761 and 1769 concluded)".

Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 45: 173. Bibcode:1951JRASC..45..173S.

金星凌日的悲喜情--《太空探索》2007年03期

厉光烈.金星凌日与倒霉的勒让提[J].物理,2012,41(09):615.
网编:睿文

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评论人:yimsc[布衣][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年01月24日 0:49:20
中国近代发明的短缺就因为没有这种“傻人”
评论人:tintin9999[太守★☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年01月24日 0:46:46
孔夫子说过:无恒产而有恒心者,惟士为能!
评论人:目害言舌[★☆歪头撸袖宽衣☆★][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年01月24日 0:26:48
能在历史上留下一笔,比万贯家财妻妾成群更有意义!

不过,我记得金星的旋转方向是和太阳系其他行星相反的,小编你配的图是不是有问题?
评论人:lanjian45[布政使★★☆][个人频道][个人动态]发送时间: 2019年01月23日 23:49:37
让人动容啊
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