宇宙(4)哥白尼的困惑:地球在动,为什么看不到恒星的视差?

小小怪 2022-06-1707:59:38名人评论10阅读模式

从公元2世纪以后,人们就信了托勒密的那一套宇宙模型,这套模型神奇的地方是,它有很多的轮子,而且没有上限,你可以随意给行星增加本轮。

只要与观测相符就可以了。所以在往后的一千多年中,人们只要是发现了与模型不符的现象,就大喊一声,上轮子!这个问题就解决了。

这样的结果就导致了,托勒密的模型变得越来越复杂,行星的本轮足有80几个,当然他们运动起来画出来的轨迹,简直复杂的就没法看。想要用它来预测行星的运动,那计算量是非常的大。

所以一些聪明人就想,我们的宇宙应不应该是这样的?上帝是全知全能的,它应该会创造出一个简洁优美的宇宙。

还有就是,在托勒密的宇宙模型中,地球并没有在宇宙的中心,而是偏离了那么一点点,这也让人觉得不舒服,因为这样的话行星绕地球的轨道就不是匀速圆周运动了,那么受毕达哥拉斯的影响,即使是到了15、16世纪,人们依然认为上帝创造的宇宙是一个完美和谐的宇宙。

而圆和球才是至高无上的几何图形,因此人们就有了恢复宇宙中心,以及让宇宙模型变简单的想法。

在当时的西方虽然正在经历文艺复兴,但宗教审判所对人们的思想依旧有着绝对的压制性,所以你光有想法还不行,还需要有胆量。

那么正如大家知道的,有一个人就悄悄地站了出来说,托勒密不对,我的宇宙模型才是正确,他就是哥白尼。

哥白尼出生在1473年的波兰,他学的教会法,理所当然的也就成为了一名神父,很显然他不喜欢自己的工作,对天文学很感兴趣,在几十年的观测与计算中,他就发现要是把太阳放到宇宙的中心,让地球动起来的话,那么我们看到的所有天体自东向西的运动都是因为地球自西向东的自转造成的。

这样的话整个模型就简单了很多,因为其他的天体再也不用绕着地球转了,他们只管绕着太阳转就好了,而且这样的做的话,还能恢复球形宇宙模型,行星的轨道又变成了圆形。

那么哥白尼作为上帝的执法者,作为宗教人士,他明白自己的思想会给自己带来什么样的后果,所以在他41岁的时候,就先匿名写了一篇文章,假装自己啥也不知道,这篇文章就开始在圈子中传播,结果反响还不错,人们对新思想并不是完全不能接受。

所以在他的后半生,直到他1543年去世,将近30年的时间,他就完成人类科学史上的第一部旷世巨著《天体运行论》。

这本书对人类最大的价值不在于它里面的内容到底对不对,而是它给我们带来一个新的思想,让人们的认识有了一个飞跃,让人们开始对传承了一千多年的亚里士多德和托勒密的科学体系产生了怀疑,这才是关键,思想很重要。

不过,说实话,要说内容的话,哥白尼的体系在预测行星运动,以及日食和月食上,完全没有托勒密的体系精确,原因就是,哥白尼的轨道依然是圆形。

而托勒密的体系,虽然地球在中心,行星轨道也是圆形,但是托勒密有本轮啊,它可以利用本轮去不断地拟合观测结果。你再复杂的运动,我都可以用本轮去拟合出来。

所以哥白尼一看这不行呀,但他又没有新的办法来解决问题,他就觉得托勒密这轮子还扔不了,就捡了起来放进了自己体系当中。

那么最终的结果是,哥白尼的体系当中轮子只有三十几个,托勒密的有八十几个,好,那你现在想一下,当时大部分的人愿意相信托勒密,还是相信哥白尼。

其实是托勒密,能相信哥白尼要不是懂得特别多,例如后面我会提到的第谷、和开普勒,要不就是啥都不懂,靠感觉来的。

因为当时在学术界,除了有地球在动为什么我感觉不到?这样的疑问以外,这个我们前面提到过,还有另外一个超级大难题。

你哥白尼说,地球除了在自转,还在绕着太阳转,那好,我又有一个问题,为什么我看不到恒星的视察呢?对吧。

视差说的是啥?这样,你把食指伸出来放在两只眼睛的中间,先离眼睛近一点,然后分别闭左眼,和右眼看你的食指,这时你就会发现,你看到食指的位置会相对于远处的背景发生移动。这就是视差。

现在你把胳膊慢慢地伸直,让食指远离眼睛,然后你再观察,你就会发现,食指离眼睛越远,视差越小。对吧。

影响视差还有一个因素,就是两只眼睛之间的距离,两只眼睛之间的距离越大,视差就越大。不过人的眼睛就长这样了,不可能让他们两个分开呀。

好,现在我们说人们当时的困惑,人们当时认为恒星很远,我们两只眼睛之间的距离又很小,看不见某一颗恒星相对于恒星背景的视差,这很正常。

但是你哥白尼现在说,地球绕着太阳转,那么当地球处在自己轨道相对两点的时候,这个距离够大吧,我们现在知道这个距离是3亿公里。那为什么我们还是没有看到恒星的视差呢?

当时人们就认为地球不可能绕着太阳在转,不然我们早就看到视差了。很显然,这种说法太武断了,对这个问题还有另外一种解释,也不知道当时人们没想到这一点,还是刻意地回避,这也能说明宇宙比你想象得大呀,恒星离我们太远了,地球真的是在绕着太阳转,但这样所造成的视差很小,当时你又没有望远镜,也没有天文照相技术,所以很难看到视差。

真的很难,这个问题在300年后才得到了解决,当时人们得望远镜口径达到了1米以上,才看到恒星得视差,而人类眼睛的瞳孔完全舒展以后最大也只有9毫米。这根本就没法比。

所以由于当时人们看不见视差,哥白尼的体系还带有轮子,而且预测精度也不好,因此相信他的人并不多。

但事实证明,不在乎多,在于精,只要一个人就够了,他就是开普勒,天空的立法者。他把天体的运动安排的是明明白白的。这是我们下节课的内容。

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