- 图解万物简史
- 《图解经典》编辑部编著
- 1028字
- 2021-03-24 01:14:56
赌局带来的科学进步
揭秘行星椭圆轨道
埃德蒙·哈雷认为自己在1682年看到的彗星和前人分别在1456年、1531年以及1607年看到的是同一颗彗星,这颗彗星就是以他的名字命名的哈雷彗星。
一条特殊而精确的曲线
罗伯特·胡克和克里斯多夫·雷恩都是杰出而又伟大的人物,前者因描述过细胞而闻名遐迩,而后者则是一位天文学家,一个伟大而又威严的爵士。1683年的一天,哈雷和他们在一起吃饭,无意间聊起了关于行星运行的问题。行星总是沿着一条“特殊而又精确”的曲线运行,但没有人知道原因。雷恩爵士慷慨地表示,如果他们二人谁能够找到答案,就奖赏40先令的奖品。
胡克当即表示自己已经解决了这个问题,但为了不使其他人失去思考的机会,他只能暂时不说出来。而这个问题激起了哈雷的兴趣。
拜访牛顿
哈雷醉心于这个问题,并于次年拜访了剑桥大学的数学教授艾萨克·牛顿。牛顿是一个聪明过人、离群索居、敏感多思的天才。哈雷曾评价,“没有任何凡人比牛顿更接近神”。
1684年8月,哈雷登门拜访牛顿,寻找帮助。在他们的对话中,哈雷觉得平方反比率是解决这个问题的关键,然而他对数学没有把握,只得请牛顿代为计算,也即是证明:
太阳的引力与行星距离太阳距离的平方成反比。
牛顿表示曾经计算过这个问题,但自己找不到计算资料了。于是哈雷不得不拜托牛顿再算一次。好在牛顿接受了他的请求。在两年的演算之后,牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》诞生了。
天体运行的艺术
行星围绕中心天体做着一种完美的运行,而约翰尼斯·开普勒率先注意到了这一现象,他通过开普勒三大定律对这一现象进行了清晰的描述。
人物大事记——约翰尼斯·开普勒
1571年,开普勒出生在德国的威尔德斯达特镇。
1588年,他于图宾根大学获得学士学位,三年后获得硕士学位。
1596年,发表宇宙论方面著作《宇宙的神秘》。
1600年,出版了《梦游》,幻想人类与月亮人的交往。
1604年,开普勒在巨蛇星座附近发现了一颗超新星。
1609年,发表开普勒三定律。
1630年,开普勒在巴伐利亚州雷根斯堡市去世。
开普勒三定律
开普勒三定律是指:所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上;行星的向径在相等的时间内扫过的面积相等;所有行星轨道半长轴的三次方和公转周期的二次方的比值都是相等的。
三定律用图片解释就是,行星1和行星2分别绕着太阳做椭圆轨道运行。第一颗行星的轨道焦点是f1与f2,第二颗行星的轨道焦点是f1与f3。太阳的位置是在点f1。行星在相同时间内扫过的面积A1与A2是相等的。两颗行星绕太阳公转周期的比率为:;这里,a1与a2分别为行星1和行星2的半长轴长度。