阿波羅新聞網新鮮事 > 奇妙世界 > 正文

科學史上最倒霉的人:觀星8年一事無成 回家驚聞本人已死

如果要評選出,誰是科學史上最倒霉的人?

那麼,這位法國科學家紀曉姆·勒讓提(Guillaume Le Gentil)恐怕有機會拔得頭籌。

為了觀測百年罕見的天文奇觀,他背井離鄉前往異邦探險。

明明已經順利抵達,他卻因戰爭的緣故與其失之交臂。

他下定決心等了8年後,結果又再次因天氣錯過了。

一事無成的他回國後驚訝地聽聞自己已經“死亡”了。

不光是全部財產被瓜分,他的妻子也跟別人跑了。

就連他在科學院的位置也換成了其他人......

或許我們總會記住和歌頌那些功名成就的人,卻忽視了像他這樣無畏付出的科學家。

地球距離太陽有多遠?

相信我們只要上網一搜,就能給出答案了。

即是近日點約為1.471億千米,遠日點為1.521億千米。

然而說到這個距離是怎樣算出來的,可能就沒多少人知道了。

更鮮為人知的是,日地距離的測定被譽為“最崇高的天文問題”。

早在17世紀初期,科學家就想出了有效的測量方法。

自古巴倫時期,天文學家就發現一個罕見的自然奇觀:

作為內行星的金星在繞日運行時,會在某個時刻處在太陽和地球之間。

此時,地球上的人類就能看到日面上有一小黑點緩緩移動。

這就好比在太陽上長了一顆“美人痣”。

當金星和太陽、地球排成一條直線時,就發生了“金星凌日”現象。

那麼,如何通過金星凌日這個奇觀能測量出日地距離呢?

觀測金星凌日來確定太陽視差

一般來說,要想用這種方法測量日地距離,需要在兩個經度相同、但緯度相差較大的地方同時觀測金星凌日。

由於觀測地點存在差異,兩地看到的金星划過太陽的軌跡會有不同。

通過比較兩條軌跡通過太陽的時間差異,能計算出金星相對於進行觀測的兩地的視差角。

然後,用兩地間的距離除以這個視差角,就能計算出地球與金星之間的距離。

基於這組數據,人們就能利用開普勒第三定律計算出日地距離。

開普勒第三定律:行星繞日運動軌道半徑的立方與其運動周期的平方成反比

這種方法由著名的天文學家哈雷提出,但他本人卻一直沒能等到該現象發生。

由於金星與地球所在的公轉軌道並不處在同一平面上,而是存在3.4°的夾角。

所以,金星凌日的情況十分罕見。

儘管如此,但要預測它發生的時間並不難。

哈雷就準確地預測金星凌日接下來將會在1761年和1769年發生。

因為大約每隔100多年,就會發生一對間隔八年的金星凌日。

於是,他在去世之前就號召了全世界200多名天文學家共同完成該使命。

這也是有史以來人類首次為了同一個科學目標而聯合在一起。

那時英國,奧地利和法國的天文學家前往世界各地,包括西伯利亞,紐芬蘭、印度和中國等。

在那個交通極不發達的年代,科學家提前數年開始動身前往目的地。

而本人的主人公,法國天文學家紀曉姆·勒讓提則選擇前往印度。

靠着一路的科研奮鬥,紀曉姆已是頗負盛名的科學院院士。

作為當時的社會名流,他擁有着豐厚的家產和美麗的妻子。

但他現在必須得先忍受短暫的別離,走上為科研獻身的探險之路。

他於1760年3月從巴黎出發,並於7月抵達法蘭西島。

不曾想,英法兩國突然爆發了七年戰爭。

這不僅阻礙了他前往東部的航道,還給他的行程蒙上了重重陰影。

但他並沒有放棄,而是繞道而行,在漫無邊際的海上漂泊數月。

最終,他在金星凌日的前三個月抵達了印度科羅曼海岸。

可當他準備停船靠岸時,卻得知那裡已經被英國佔領了。

更為棘手的是,駐守在那的英軍不允許給法國人上岸,甚至他還被扣押了一段時間。

恢復自由後的紀曉姆不得不灰頭喪氣地回到海上繼續漂泊。

眼看着凌日的時間就快到了,他心急如焚卻又無能為力。

很不幸,金星凌日的那天(6月6日)到來時,他仍沒能停泊靠岸。

那一天天氣晴朗,是觀測這一天文奇觀的最佳時機。

可紀曉姆卻因顛簸的船隻而無法進行觀測,眼睜睜看着煮熟的鴨子飛了。

實際上,像勒讓提這樣沒能順利觀測的天文學家並不在少數。

一些是觀測工作到一半時遭到了戰爭的騷擾。另一些是遭受到惡劣天氣以及疾病的影響,無法獲得有用的數據。

不過當時紀曉姆無法得知這些信息,他認為自己是世界上最不幸的人。

但其實對於順利觀測到此次凌日的人來說,也不一定能如願達到目的。

因為他們將面臨大自然的一項考驗,即是所謂的“黑滴效應”。

原來要想準確觀測,就得從金星切入太陽視圓面的時刻就開始精確地計時。

但現實是,金星並不會很清晰地切入太陽視圓面,而是會被拉長成橢圓形。

當金星突然再次變回圓形時,它極可能已經切入太陽視圓盤一段距離了。

金星凌日時的“黑滴效應”

也就是說,技術不過關的話就會錯過它最初切入的那一時刻,從而影響觀測的精確度。

而紀曉姆也只好用這樣的借口來寬慰自己了。

好在他知道自己在八年後還有一次觀測的機會。

對他而言,觀測凌日這件大事,不成功便成仁。

明知在異國他鄉會遇到各種艱難險阻,但他還是毅然選擇留在原地等待。

不久之後,他想辦法登上了印度這片神奇的土地,並在那裡定居。

一開始,他面臨最大的問題就是言語不通。

他使盡渾身解數來學習當地的語言,直到能跟當地人進行交流為止。

這位長相憨厚的法國人跟當地人結交了深厚的友誼。

接下來,他一邊進行天文學研究工作,一邊了解印度民俗和文學,研究當地環境和氣候等等。

大約18世紀的印度

同時,他還熱情地傳播金星凌日等天文學的知識。

當然,他一直都在為最重要的凌日觀測做着各種準備工作。

為此,他還在當地修建了一個新的觀測站。

看起來紀曉姆日子過得充實,但又有多少人能體會他這八年流落在外的孤寂。

他每日每夜都在挂念着遠在大洋彼岸的家人,特別是自己深愛的妻子。

但為了能觀測到金星凌日,他只好獨自忍受着相思之苦。

19世紀的金星凌日觀測站

終於,他艱難熬過了8年,迎來了凌日的1769年。

彼時,紀曉姆幾乎做足了一切準備工作,包括如何應對黑滴效應等。

按往年的經驗,印度的五六月都是陽光普照的好天氣。

為了確保萬無一失,他從五月開始就做好隨時觀測的準備了。

苦心地等待了一個多月後,終於等來了6月3日金星凌日的這一天。

本來是天氣晴朗的好天氣,可就在金星就要進入太陽的十多分鐘前。

天色突然驟變,黑雲密布,一場瓢潑大雨傾盆而下。

正在室外等待的紀曉姆被大雨淋得全身濕透了。

通常來說,金星凌日的整個過程會持續大約6小時左右。

它就像我們比較常說的日環食一樣,凌日的過程會分為凌始外切、凌始內切、凌甚、凌終內切和凌終外切等多個步驟。

金星凌日的全過程

可好不容易等雨停了,結果發現金星已經現出日輪了。

就這樣,紀曉姆日思夜想的金星凌日又再一次結束了。

這也意味是足足八年的等待到頭來成了一場空。

不是因為自己不努力,而是連老天爺突然變臉導致的,怨不得了誰。

這讓紀曉姆感到徹底的絕望。

欲哭無淚的他癱坐在地上,久久說不出一句話。

他心裏清楚,自己有生之年再也沒有機會遇到了。

歷史的經驗來看,金星凌日以243年的周期重複以下模式:

經過121.5年漫長的歲月,會出現一對間隔8年的凌日事件。

而再過105.5年之後,會出現另一對間隔8年的凌日事件,周而復始。

這是因為地球與金星之間,存在着接近243:395的軌道共振。

具體來說,就是地球上的243個恆星年(每年365.25636天)是88757.3天。

而金星上的395個恆星年(每年224.701天)是88756.9天,二者相當接近。

這意味着每經過243年,地球和金星就幾乎運行到了各自軌道上的相同位置。

我們這個世紀的“金星凌日”分別發生在2004年和2012年。

根據時間推算,下一次的“金星凌日”將會發生在2117年。

如果之前錯過了的話,我們也跟紀曉姆一樣再也沒機會目睹這一奇觀了。

只不過,這對我們沒什麼影響,但對紀曉姆卻是沉重的打擊。

一再錯過的現實使他內心更望到了極點,紀曉姆很快就病倒在床了。

多虧了當地好友的悉心照顧,他才不至於被死神奪去性命。

雖說事業上一無所獲,但至少還有遠方的妻子在等着自己。

等身體恢復地差不多的時候,他就於1771年踏上了回家的征途。

紀曉姆手繪的星空圖

誰能料想到,當他回到故土時,卻發現自己被“死亡”了。

不光財產被親戚瓜分,連日夜思念的妻子也跟別人跑去結婚了。

甚至連自己努力當上的科學院院士位置也被人取代了。

原因在於,幾乎所有人都認為,久無音訊的紀曉姆早就客死他鄉了。

紀曉姆一氣之下,將科學院和瓜分財產的親戚告上了法庭。

具體訴訟經過已不曉得了,但結果是紀曉姆是以敗訴告終的。

他非但沒能追回自己的財產,還欠下了一筆高額的訴訟費用。

原本就8年一事無成的他,更是被弄得像喪家犬一樣落魄不堪。

或許身外之物還是次要的,又有誰能一再承受滿心期待卻落空的痛苦?

何況,這還是來自事業和家庭的雙重打擊。

好在他的不幸遭遇得到了一位小姐的同情和支持。

久而久之,兩人生出愛意,並結了婚。

現代觀測金星凌日的方法設備

在這之後,紀曉姆才重整旗鼓,開始了新的生活。

他在繼續搞天文學研究的同時,還撰寫了兩本關於印度人文的書。

不久之後,他又一次憑藉自己的才華,成為當地的知名人士。

至於未完成的金星凌日,以及日地距離的測算,也成了他終生的遺憾。

其實18世紀的那兩次金星凌日都沒有精準測算出日地距離。但它們在歷史上有不可磨滅的意義。

1883年,另一位科學家西蒙•紐科姆總結了4次金星凌日的觀測記錄,算出了1.4959億千米這一結果。

放到現在來,這個數值看也是一個相當精確的數值。

幾個世紀過去了,我們已不再依賴金星凌日來得到更精確的日地距離。

但人類對金星凌日的探索熱情從未消減,並以此作為人類探索太陽系外行星的重要方法。

而通訊發達的當下,觀星八年成“死人”的辛酸故事已然不會再上演。

但像紀曉姆這樣無名又無悔為科學的人卻從未減少過.......

*彩蛋:

當英國人扣押了紀曉姆·勒讓提的同時,英國的兩位天文學家:查理斯·梅森(Charles Mason)和傑里邁·狄克森(Jeremiah Dixon)也因受法國掠私船的襲擾,不得不放棄原計劃在蘇門答臘的觀測點,提前在開普敦附近登陸觀測。

*參考資料

Transit of Venus.Wikipedia.on10 January2019, at20:54(UTC).

McClure, Bruce(29 May2012)."Everything you need to know: Venus transit on June5–6". EarthSky. Earthsky communications Inc. Retrieved2 June2012.

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

Pogge, Prof. Richard."Lecture26: How far to the Sun? The Venus Transits of1761&1769". Retrieved25 September2006.

Sawyer Hogg, Helen(1951)."Out of Old Books(Le Gentil and the Transits of Venus,1761 and1769 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

厲光烈.金星凌日與倒霉的勒讓提[J].物理,2012,41(09):615.

阿波羅網責任編輯:李華 來源:SME科技故事 轉載請註明作者、出處並保持完整。

奇妙世界熱門

相關新聞

➕ 更多同類相關新聞