正文 第二十講 行星(二)

↓1.小行星、小行星的數量、侏儒世界、破碎的行星。

↓2.前二十顆小行星的名稱。

↓3.木星上所看到的地球與太陽、木星年。

↓4.木星自轉的速度與極地處的扁平形狀、極地處的扁平形狀與自轉速度的關係。

↓5.在太陽、月球與其他不同的行星上觀察不到極地處扁平形狀、木星上的季節與白天黑夜、無盡的春天、雲條與信風。

↓6.木星的衛星及其食。

↓7.羅默與光線傳播的速度。

↓8.土星、土星的外貌、土星上鎖看到的地球與太陽、土星年、比軟木還要輕的泥土、巨大的行星、地球不能與之相比的巨大、土星上的條紋、土星的季節、土星的衛星與圓環。

↓9.從土星上看到的圓環的外貌、土星上的夜晚。

↓1.在火星軌道與木星軌道中間有一個區域,在這個區域內,有一群很小的行星在不停地轉動,這些就是小行星,它們也被稱為天文望遠鏡行星。今天我們已知的小行星的數量為84個,但我們有理由相信,將來的天文觀察會發現更多的小行星。這些小行星最突出的一個特點就是,它們非常小。小行星中最大的行星分別是:婚神星(Juno)、穀神星(Ceres)、智神星(Pallas)以及灶神星(Vesta)。它們的半徑從200千米到400千米之間不等。這些異常矮小的行星,小得就像太空中的灰塵一樣,它們的半徑一般很難達到100千米。我們只要花一天的時間就能繞著這些行星走上一圈。我們最小的一個省的面積都可能比這些小行星的面積大得多。小行星的另一個特徵就是,它們的軌道是交錯在一起的。太陽系的幾大行星就像一些球一樣,在同一個平面上繞著一個中心點轉動,天文望遠鏡行星(即小行星)卻不會遵循這一規律。小行星的軌道並不處於太陽系那幾大行星的軌道公共平面上,它們的軌道一般都是非常傾斜於這個公共平面的。此外,小行星們的軌道並不是一個覆蓋著另一個,而是相互交織並糾纏在一起的,就像一團偶然交織在一起的鐵環一樣,小行星的體積小、數量眾多,在天空的同一個區域堆積在一起。它們的運行有時候會呈現出斷裂而破碎的樣子,它們的軌道交錯而傾斜。因此我們可以假設,這些小小的星體原來是一顆行星,它突然爆炸開,爆炸後形成的碎片向著天空中各個方向落去,這些碎片就是這些小行星。這顆處於火星與木星之間的獨一無二的行星,與太陽系中其他各大行星一樣,在一開始的時候也是圍繞著太陽旋轉的。在某一個天文學年表所不能確定的時期,發生了一次爆炸,這就像地球的地下力量使得大陸產生震動、有時甚至分裂一樣,只不過地球內部的這種力量要弱一些,這顆行星的內部發生了爆發,並把行星的分裂碎片投射到太空中。這一大膽的假設是由奧爾伯斯提出來的,他是一位著名的天文學家,曾發現了智神星(Pallas)與灶神星(Vesta)這兩顆小行星。

↓2.對於小行星上的物理構成,我們還一無所知。它們的季節與周日運動,我們也不知道。由於它們距離我們特別遠,而且體積很小,因此我們無法對它們進行觀察,從而獲得各種關於它們的信息。在這些小行星中,花神星(Flore)是我們所知的距離太陽最近的小行星,它與太陽的距離平均為3.36億千米。它沿著它的軌道繞著太陽轉上一圈,需要1193天。小行星Maximiliana是距離太陽最遠的一顆小行星,它離太陽的距離有5.2億千米,它一年的時間是2310天。下面就是按照發現時間早晚的順序,所排列的前20顆小行星的名字。

↓3.在研究了眾多的小行星之後,我們沿著距離近遠的順序,來到了木星。它比地球大1414倍。從地球上看去,這顆巨大的行星就像一顆普通的星星一樣,發出淡黃色的白光,但是非常明亮,它的光輝比金星略暗淡些。由於木星與地球的距離是8億千米,因此它在我們的眼中,就縮小成一個亮點了。如果這顆巨大的行星離我們地球近一些,那麼它巨大的圓盤就能遮擋住一大片天空。比如說,倘若它位於月球所處的位置,那麼,它所佔據的面積是月球所佔據面積的1200倍,要有十個那麼大的圓盤,從最東邊一個挨一個連到最西邊。隨著距離的增大,看到的物體會縮小,這兩者是相互影響的。因此,如果從地球上去看一顆星,這顆星的視面積會隨與地球距離的增加而減少;同樣的,如果從那顆星上去看地球,那麼地球的視面積也會隨兩者距離的增加而減少了同樣多的比例。倘若木星對於地球上的人們來說,看上去是一顆星星,那麼如果觀察者位於木星上,所看到的地球又是什麼樣子呢?那種情形下所看到的地球就像一顆發出微弱光芒的小星星一樣,在天空中幾乎看不見。

根據木星在其軌道上所處位置的不同,它到太陽的距離也從7.52億千米到8.28億千米不等,它與太陽之間的平均距離是我們地球到太陽平均距離的五倍左右。在這麼遠的距離所看到的太陽直徑,要比從我們地球上看去的太陽直徑要小五倍。因此,太陽的視面積要小25倍,因此得到的太陽的熱量與光亮是地球上的1/25。在木星上所看到的太陽是小得多麼可憐,如果沒有藉助什麼輔助工具,那麼我們在這顆行星上所看到的太陽非常的小,它還不如一個手掌那麼大。

木星上的一年大約相當於地球上的12年。也就是說,在木星繞著太陽轉上一周的時間內,地球就能繞著太陽轉上12周。由於木星的軌道是如此巨大,因此它看起來轉動的速度很慢,但這僅是表面現象,實際上木星每小時能夠運行4.8萬千米。

↓4.地球每24小時繞地軸自轉一周,因此地球赤道上的一個點,每秒所移動的距離是462米,這一速度與炮彈離開炮口時的速度相接近。木星要繞著它的軸自轉一周,只需要10小時零5分鐘。因此,這個巨大的星球赤道的一個點,在每秒內所走過的距離是12586米,這要比地球赤道上的點在每秒所移動的距離多25倍。這麼快的速度所產生的後果會使得木星的兩極更加扁平。我們在前文中曾經講到過,當一個球繞著它的軸轉動時,由於它的自轉運動會產生一種離心力,假如構成這個球的物質具有一定的彈性,那麼這個球的赤道附近就會鼓起來一些,而它的兩極附近就會扁平一些。藉助於地球原初狀態是液態的看法,我們已經解釋了地球在赤道附近凸起以及在兩極附近扁平下去的現象。轉動的速度越快,離心力就會越大,所以如果木星是處於可伸縮的條件下,那麼它的形變程度應該比地球還要。實際上,如果我們用望遠鏡來觀察木星,就會發現它的圓盤並不是很圓的,而是非常明顯的扁圓形狀。我們做精細的測量就能得知,木星的每個極壓扁了4000千米,而地球上的極則只壓扁了20千米。

毫無疑問,太陽系的所有星體都存在著極地扁平的這種現象,因為它們都是繞軸自轉的。但是由於這種自轉非常緩慢,所以這種極地扁平的現象有時非常弱,以致從我們地球上看去都覺察不到。太陽自轉一周的時間是25天,月球自轉一周的時間是27天,對於這兩者,我們看不出它們有什麼明顯的變形。水星、金星與火星,它們自轉一周的時間與地球差不多,由於距離遙遠,我們也看不到它們的兩極有什麼輕微的變形。不管怎樣,木星為我們提供了一個強有力的證據,它證明了行星自轉的速度與它的極地的扁平程度有著密切的關係。對土星的考察會再次證明這一規律。

↓5.木星的軸並沒有傾斜太多,並不像我們在前面所說的那些行星那麼傾斜,而是幾乎垂直於它的軌道平面的。因此,木星的赤道幾乎常年受到太陽光線的直射,所以在這顆行星上並沒有季節的周期性變化。木星上的一年相當於我們地球上的十二年,在這個十二年的時間裡的每一年它都一直是春天,溫度一直沒有多大變化。在我們地球上的三月份時,這時地球會將它的赤道面對太陽。倘若我們對木星上產生的氣候條件並不熟悉的話,那麼木星上的氣候就是將這個三月份無限地延長下去,但同時氣溫要比地球上寒冷25倍。這樣我們就得到了一個木星氣候單調的觀念。這樣一個無止境的春天是由一些時間長度總是相等的白天與黑夜構成的:從木星上的一極到另一極,白天都是五個小

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