哈雷彗星和愛德蒙·哈雷的宏偉預(yù)言

哈雷彗星，拍攝于1986年，圖片來源于NASA

哈雷彗星是如何出名的

1656年11月8日，英國天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家埃德蒙?哈雷在倫敦附近出生。他是彗星軌道計算的先驅(qū)，至今仍是最著名的彗星之一，就是以他的名字命名的哈雷彗星。他也是艾薩克·牛頓的好友，為牛頓的萬有引力理論的發(fā)展做出了貢獻。這個理論幫助我們建立了現(xiàn)代科學(xué)，部分原因是它解釋了為什么我們生活在一顆環(huán)繞太陽運行的行星上。

哈雷彗星上一次出現(xiàn)在地球上空是在1986年，當(dāng)時一群國際航天器在太空中與它相遇。這顆著名的彗星將會經(jīng)歷76年的環(huán)繞太陽之旅后，于2061年再次回歸。它之所以如此出名，部分原因是因為它是地球天空中一顆較為明亮的彗星。而且它的公轉(zhuǎn)周期——76年——和人類的壽命相差無幾。因此，對于大多數(shù)人來說，一生只有一次機會能夠看到哈雷彗星。

但它還因為另外一個原因而出名。就是在埃德蒙·哈雷所處的年代，人們并不知道彗星如同行星一樣被太陽束縛在軌道上。他們不知道有些彗星，比如哈雷彗星，會一次又一次地回歸。彗星被認(rèn)為只經(jīng)過我們的太陽系一次。

1704年，哈雷成為牛津大學(xué)的幾何學(xué)教授。次年，他出版了《彗星天文學(xué)綱要》。這本書包含了從1337年到1698年中觀測到的24顆彗星的拋物線軌道。

并且就在這本書中哈雷做出了他的宏偉預(yù)測。

《埃德蒙·哈雷肖像》，約1687年，托馬斯·莫里創(chuàng)作。圖片來自維基百科。

哈雷的宏偉預(yù)測

在他的書里，哈雷記錄了出現(xiàn)在1531年，1607年和1682年的三顆彗星。他利用了艾薩克·牛頓的萬有引力和行星運動理論來計算這些彗星的軌道。而這些軌道驚人的相似。然后哈雷更進一步，做了一個在當(dāng)時令人震驚的預(yù)測。他認(rèn)為，這三顆彗星實際上是同一顆彗星，并且每隔76年周期性地回歸。

他接著預(yù)測這顆彗星將會回歸，并說道：

“因此我敢大膽地預(yù)言，它將會在1758年再次出現(xiàn)?！?/p>

哈雷生前并沒有看到他的預(yù)言被證實。直到他過世16年后——也就是1758年——彗星如期而至，震驚了科學(xué)界和公眾。

這是歷史上第一個被預(yù)測會回歸的彗星，為了紀(jì)念埃德蒙·哈雷，如今把它稱為哈雷彗星。

在哈雷彗星最近的一次回歸——也就是1986年——歐洲航天器Giotto稱為歷史上第一個邂逅并拍攝到彗核的航天器。當(dāng)哈雷彗星離開太陽時，它拍攝到了哈雷彗星的核心。圖片由哈雷多色相機團隊/Giotto項目/歐洲航天局/美國宇航局拍攝。

哈雷，佛萊姆斯蒂德和水星凌日

17世紀(jì)對于英國的科學(xué)家來說，是個令人興奮的時代。當(dāng)哈雷還是個孩子時，倫敦的皇家科學(xué)院誕生了科學(xué)革命。物理學(xué)家和自然學(xué)者，作為科學(xué)方法的首批接受者，每周聚會。首位皇家天文學(xué)家是約翰.佛萊姆斯蒂德，他被人們熟知的部分原因是因為創(chuàng)立了格林威治皇家觀測獎，該獎至今仍存在。

1673年哈雷進入牛津大學(xué)皇后學(xué)院，他遇到了佛雷姆斯蒂德，哈雷有時會去他的觀測點去拜訪他，在此過程中佛雷姆斯蒂德鼓勵哈雷追尋天文學(xué)。

當(dāng)時，佛雷姆斯蒂德的項目是利用望遠(yuǎn)鏡編繪北半球星空目錄，哈雷人為自己可以對南半球的星星完成同樣的工作。

哈雷的南半球探險之旅

哈雷的南半球探險始于1676年的11月，還在他獲得大學(xué)學(xué)位之前。他乘坐東印度公司的一艘船前往圣.海倫娜島，那是世界上最偏遠(yuǎn)的島嶼之一，也是英國占有的最南部的領(lǐng)土。他的父親及查爾斯 二世國王資助了這次旅行。

盡管壞天氣使得他的工作非常艱苦，但是在1678年他返回家鄉(xiāng)時，還是341顆星星的經(jīng)緯記錄以及許多其他的天文觀測記錄，包括一次水星凌日記錄。在這次凌日觀測記錄中，他寫道：觀測到這一幕，是迄今為止最為神圣的天文學(xué)回饋。

這是一張2016年5月9日水星凌日的圖片，圖片來源于法國的Vegastar Carpentier Liard雜志社。在圖片中位于太陽左側(cè)的一個小黑點，就是水星。2019年11月也曾有水星凌日現(xiàn)象。

破解行星運行密碼

1678年底，哈雷出版了他的南半球星空手冊，作為第一部此類型的作品，該手冊獲得巨大的成功。在此之前，從沒有人通過望遠(yuǎn)鏡來確定星星的位置。該手冊是哈雷作為天文學(xué)家的首次閃亮登場。同一年，他獲得了牛津大學(xué)碩士學(xué)位，并當(dāng)選為皇家科學(xué)院成員。

1684年哈雷第一次拜訪了艾薩克.牛頓。一組皇家科學(xué)院成員試圖破解行星運行密碼，他們包括物理和生物學(xué)家虎克，建筑學(xué)家克里斯托弗.雷恩和艾薩克.牛頓，哈雷作為最年輕的一員加入他們，嘗試用數(shù)學(xué)方式解答行星是如何并為何繞太陽運動。他們彼此競爭，看誰第一個找出答案，這刺激了大家的積極性。他們的問題是如何找到一個機械模型，可以使得行星環(huán)繞太陽運行，既不會逃離軌道，也不會落入太陽之中。

虎克和哈雷確定這個問題的答案，應(yīng)該是一個保持行星在軌道上繞日運行的向心力，該力隨著行星于太陽距離的平方反比減小，現(xiàn)在我們稱之為平方反比定律。

盡管雷恩獲得了一項貨幣獎金，其實虎克和哈雷的研究是在正確的軌道上的，但是他們沒能研究出一個同觀測相一致的理論軌道。

哈雷拜訪了牛頓，向牛頓講解了自己的觀點，并解釋說自己還無法證明這一觀點。受哈雷鼓舞，牛頓將哈雷的成果進一步發(fā)展，形成了今天非常著名的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，經(jīng)常簡稱為牛頓原理。

.英國曼徹斯特的約翰.雷納德圖書館館藏的一本第三版的牛頓原理（1726年版），圖片來源于維基媒體共享資源網(wǎng)

哈雷成為皇家天文學(xué)家

哈雷還因其氣象著作而聞名。1686年他利用他的聰明才智繪制一份世界地圖，從而使得很多數(shù)據(jù)有了意義。

這份地圖標(biāo)繪了各大洋上空的主要風(fēng)，這是世界上出版的第一份氣象圖表。

哈雷四處旅行并在許多其他項目上付出努力，例如，他曾嘗試將人口年齡和死亡率聯(lián)系起來，該數(shù)據(jù)現(xiàn)在對精確計算人壽險變得非常重要。

1720年，哈雷接替佛萊姆斯蒂德，成為第二位格林威治皇家天文學(xué)家。

艾德蒙德 哈雷1686年繪制的世界地圖，該圖標(biāo)繪了信風(fēng)和季風(fēng)的方向，被人為是第一份氣象圖表。圖片來自普林斯頓教育雜志。

概要：天文學(xué)家艾德蒙德 哈雷出生于1656年11月8日，哈雷彗星因他而命名

BY：EarthSky

FY：Astronomical volunteer team

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