↓1.天王星、天王星的發現、天王星的年、天王星的季節、天王星的衛星。
↓2.行星之間的相互吸引。
↓3.天王星的攝動、通過理論推算出來的一顆行星、計算的眼睛與海王星的發現。
↓4.海王星、海王星的距離、海王星的年、海王星的質量、看上去就像一顆太陽的星星、太陽管轄的最後區域、瓦爾甘行星。
↓5.天體礦物學。
↓6.流行、一顆星星不會從天空中落下來。
↓7.8月10日與11月12日、聖勞倫的眼淚、一些流星雨。
↓8.隕星、隕星的體積與速度。
↓9.小行星的環形漩渦、誤入我們地球大氣層的小行星。
↓10.隕石、天上掉下的一顆重達12.5萬千克的石頭、地球外的物質。
↓1.從最遙遠的古代起,人們就已經認識了水星、金星、火星、木星與土星,不過還不認識它們的衛星。小行星、木星的衛星與土星的衛星、天王星、海王星都是近代天文學才認識的東西。天王星是由赫歇爾在1781年發現的,赫歇爾是天體物理學中最傑出的天文學家之一,他那強大的天文望遠鏡所看到的天王星,看上去彷彿是發出均勻灰光的小圓盤,天王星在周圍的星星中不斷地變化著自己的位置,於是我們知道這是一顆游移不定的星星但是現在。在它被赫歇爾發現之前,由於它的光亮非常微弱,人們並不能看到它。但是現在人們已經測量過這顆星的體積、質量、它的軌道,也已經計算過它與太陽之間的距離,還有,人們也發現了它的衛星。
不藉助於天文望遠鏡,我們很難看到天王星。在有利的情形下,我們用肉眼看它,它頂多是一顆第六等亮度的星。我們看不到天王星,並不是因為它的體積小,其實這顆行星是地球的52倍大,而是因為它距離我們地球太遠了。天王星到太陽的距離是29.2億千米,它在軌道上繞太陽運行一周,需要84年。因此,天王星一年的長度就能比得上一個人的壽命了。表面看上去,它以極快的速度繞著自身轉動,因為在天文望遠鏡上,我們能夠看到它的兩極扁平非常嚴重,它的扁平程度是其直徑的十分之一。但是由於這顆行星距離我們太遙遠了,所以我們就看不清它的小細節,看不到它的圓盤上有什麼斑點,也沒有任何參考點來觀測它的自轉時間。人們猜測,它自轉的軸稍微傾向於它的軌道平面,因此,這顆行星每過42年,就要使它的一個極受到太陽光線的直射,由此它產生出的四季比金星上的四季還要奇怪。最後,我們知道,從天王星上看,太陽的圓盤是從地球上看到的太陽圓盤的1/400到1/300。我們知道,天王星上的物質的平均密度比水的密度稍微小一些。最後我們還知道,有八個月亮繞著天王星在垂直於它軌道的平面上轉動。我們所認識到的僅限於此,因為它太遙遠了。
↓2.海王星的發現,是近代天文學理論精確性的一個最強有力的證據。我們試著來了解一下。
引力是所有物體(無論是大的物體還是小的物體)所共有的一個特性,並且引力的大小與物體的質量成正比。太陽,由於它質量上的絕對優勢,因此,將它的行星都吸引到自己周圍,讓它們不斷地保持下墜的趨勢,從而使它們繞著自己旋轉。同樣的,行星也會將它們的衛星吸引住,使它們繞著自己轉動。地球吸引月球,就跟太陽吸引地球是一樣的。但是很明顯,地球的引力儘管能施加到月球的公轉軌道平面之外,但它的引力大小卻是隨著距離平方的增加而減弱的。那它的引力會出於什麼原因而突然消失嗎?顯然不會。因此,地球也能對它周圍的行星——比如說火星、金星與其他的行星施加作用。只不過它的這種作用由於距離遙遠而非常小,不能與太陽的引力作用相提並論。但是無論如何,我們的地球對火星等具有一定的影響,不管這種影響從本質上來說是多麼的小。如果火星順從地球的召喚,那麼會發生什麼樣的情形呢?它就會離開它繞著太陽旋轉的軌道,向著地球靠近,並且繞著它轉動,於是我們就會多了一個月亮,這顆迷途的星星就會失去原先的地位,從行星的行列走到了衛星的行列中。然而天空中的法則是嚴格公平的,在另一方面,地球也會被火星所吸引,向著火星飛去。因此火星也會吸引著地球,努力使得後者成為自己的月亮。巨大的木星也在吸引著我們地球,以增加它的衛星數目;土星吸引著我們地球,想讓我們地球成為它圓環上的一員……總之,其他的所有行星,金星、水星,直到那些最小的小行星,都極力地要把地球從它的軌道中拉出來,吸引到它們的旁邊。我們不必自慚形穢,地球同時也在一定範圍內對木星、土星以及其他的星球施加著同樣的作用力,就像這些行星吸引著地球一樣。因此,行星之間存在著無止境的鬥爭,每一顆行星都根據它們的質量成正比、並跟它們之間的距離平方成反比來互相施加作用,想要把對方據為己有。但是,主宰者還是力量最強大的那個統治者太陽,它所管轄的這些星球始終被它維持在各自的行列中,這使得從來沒有任何一個變成其他行星的衛星。我們還要注意另外的一個事實,當一個星球受到周圍的質量非常大的另一顆星球的吸引時,它會略微偏離它的運行軌道,但是最終它還是會因為受到太陽引力的作用會回到原先的軌道上來。行星由於受到周圍行星的吸引而偏離它們原先軌道的這種現象,我們將它稱為攝動。作為攝動者的那個星球離得越近、質量越大,那麼這顆行星所產生的偏移也會越大。
↓3.由此我們可以想到,為了要準確確定一顆行星所走過的路程,並且提前計算出在某一個時期它在天空中的位置,那麼,天文學家不僅僅要考慮太陽的引力,同時也要考慮它周圍行星的攝動影響。如果我們的計算是準確的,如果我們已經考慮到了所有行星的作用力,那麼,我們的觀察就應該與力學理論保持一致。一顆移動的天體,在任意一個時刻,都應該出現在科學所預測到的位置處。但是自從天王星被發現以來,這顆叛逆的星星卻從來沒有在我們所預測的位置出現。即使人們已經考慮到了它附近兩顆巨大的星星即土星與木星所產生的攝動影響,但它仍然沒有在應該出現的位置出現。因此,肯定存在著一種我們並沒有預測到的偏移,它使得我們的計算出現了錯誤。於是在天文學家的心中,都產生了一種新猜想,他們根據天王星被弄亂的運行軌跡這一事實,推測出在太陽系的最邊緣,還有一個新的世界。在天王星之外,應該還存在著一顆我們未知的行星,它對天王星施加著吸引力,使得它偏離它的運行軌道。法國著名的幾何學家勒維黑耶,提出要單純藉助理論的力量來修正這一猜想,同時要發現這顆攝動星球,其實一直到那時為止,天文學觀察還是通過耐心地探測天空來完成的,但是這位聰明的理論家改變了這種方法。他拿起了他的筆來進行研究,他用計算的眼睛來觀測,他將所知的公式綜合運用,來表達出天空中的法則。那些無擾動的有序運行的星星,以及有擾動的無序運行的星星,它們的質量、體積、速度、距離這些數字,無論是已知還是未知的,這位理論家都將它們記錄了下來綜合分析。這種高度的構思所得出的結果是令人稱奇的。1846年8月31日,勒維黑耶在歐洲宣稱,有一顆攝動的行星應該會出現在天空中的某一個點,它的星等是哪一等。幾天之後,柏林天文台的台長加勒將他的天文望遠鏡指向勒維黑耶所指定的天空位置,那邊果然有一顆星星,它恰好位於理論的手指所指向的那個確切位置。我們甚至都不用向天空中看一眼,科學就能準確地看到天空的深處!從來沒有一次勝利像這次一樣完全歸功於幾何學的永恆法則。
↓4.由此,我們將海王星又稱為勒維黑耶行星。我們從來不能用肉眼看到這顆行星,儘管它比地球大110倍。在天文望遠鏡中,它看上去就是一個發亮的小點,亮度跟一顆八度星的亮度差不多,最好的天文望遠鏡都不能觀測到它的大小。它與太陽之間的距離是44億千米。它繞著太陽公轉一周,需要164年的時間。海王星有一顆衛星,這顆衛星繞著它轉動一周需要5天21個小時。根據這顆衛星的轉動速度,運用我在前文中向你們講過的那種方法,我們可以推算出海王星的質量與密度。由此我們得知,海王星的質量是地球的21倍,它的平均密度與木星的平均密度差不多,也就是剛剛超過水的密度。儘管這顆星星比地球大110倍,但由於它距離我們如此遙遠,因此它看上去非常的小,即使用最好的天文望遠鏡,我們所看到的也只是很小的一點。要對這樣一顆位於太陽系最遠邊界處的星星稱重,並確定構成它的物質的主要特徵,這難道不是人類理性力量的最高表現嗎?除了力學告訴我們這些結論之外,科學再沒有告訴我們關於這顆行星的其他物理狀態。它距離我們地球太遙遠了,因此我們的觀察工具發揮不了作用。要想了解海王星的歷史,還有另外一件事情要加以說明:在這顆行星上所看到的太陽圓盤,只有我們在地球上所看到太陽圓盤的千