走進(jìn)天文成果層見(jiàn)疊出的時(shí)期

文/ 聞新 孔佳園

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，同時(shí)也帶來(lái)了天文望遠(yuǎn)鏡性能的不斷改善和望遠(yuǎn)鏡口徑的逐漸擴(kuò)大，極大地提高了人類(lèi)天體測(cè)量水平，讓天文學(xué)家走進(jìn)成果層見(jiàn)疊出時(shí)代。

▲ 德國(guó)天文學(xué)家弗里德里?！ねへ惾麪?/p>

人類(lèi)首次測(cè)量恒星的距離（1838）

德國(guó)的弗里德里希·威廉·貝塞爾是第一位用三角測(cè)量法測(cè)量恒星距離的天文學(xué)家。他計(jì)算出“天鵝座61”的恒星距離地球約10光年，比實(shí)際值11.4光年的距離略短。這是人類(lèi)歷史上第一次測(cè)量出太陽(yáng)以外的恒星與地球之間的距離。貝塞爾以微弱的誤差優(yōu)勢(shì)擊敗了德國(guó)天文學(xué)家威廉姆·斯特魯夫和蘇格蘭天文學(xué)家托馬斯·亨德森。斯特魯夫計(jì)算出了織女星到地球的距離，亨德森則測(cè)量出了“半人馬座”α星到地球的距離。

三角測(cè)量法是利用幾何關(guān)系，假設(shè)目標(biāo)點(diǎn)為三角形的第三個(gè)點(diǎn)，已知一個(gè)邊長(zhǎng)及兩個(gè)觀(guān)測(cè)角度，求得觀(guān)測(cè)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)距離的一種測(cè)量方法，為天文學(xué)的研究提供了極大的便利。

人類(lèi)拍攝第一張?jiān)虑蛘掌?840年）

1840年美國(guó)科學(xué)家約翰·德雷珀（John Draper）通過(guò)望遠(yuǎn)鏡拍攝了第一張?jiān)虑虻你y版照片，成為世界第一個(gè)拍攝月球照片的人。

德雷珀是一名醫(yī)生，同時(shí)也是一名科學(xué)家和攝影師。在德雷珀用自己制作的銀版照相機(jī)成功拍攝月亮之前，另一位攝影師也試圖做同樣的事，但他的照片卻模糊不清。德雷珀拍攝出第一張?jiān)虑蛘掌耙步?jīng)歷過(guò)幾次嘗試，最后他嘗試用12.7厘米望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了20分鐘的曝光，拍攝了第一張?jiān)虑虻你y版照片，并在1840年3月23日公開(kāi)了他的成果。

▲ 約翰·德雷珀于1840年拍攝的世界上第一張?jiān)虑蛘掌?/p>

▲ 奧地利數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家克里斯琴·多普勒

發(fā)現(xiàn)多普勒效應(yīng)（1842年）

1842年的某一天，奧地利數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家克里斯琴·多普勒路過(guò)鐵路交叉處，恰逢一列火車(chē)從他身旁飛馳而過(guò)，他發(fā)現(xiàn)火車(chē)從遠(yuǎn)及近時(shí)汽笛變響、音調(diào)變尖，而火車(chē)從近及遠(yuǎn)時(shí)汽笛變?nèi)酢⒁粽{(diào)變低。他對(duì)這個(gè)現(xiàn)象很感興趣并對(duì)其進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這是由于振源與觀(guān)察者之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀(guān)察者聽(tīng)到的聲音頻率不同于振源頻率的現(xiàn)象。他的這一發(fā)現(xiàn)至今仍對(duì)世界有重大影響。為了紀(jì)念他，人們就把這一現(xiàn)象稱(chēng)為“多普勒效應(yīng)”或“多普勒頻移”。多普勒頻移也發(fā)生在光學(xué)中，當(dāng)一個(gè)天體靠近時(shí)，光線(xiàn)會(huì)變成藍(lán)色，當(dāng)一個(gè)天體后退時(shí)，光線(xiàn)會(huì)變成紅色。天文學(xué)家利用“多普勒頻移”計(jì)算恒星或星系在宇宙中移動(dòng)的速度，并幫助人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了宇宙的膨脹。

發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子的活動(dòng)周期（1843年）

德國(guó)天文學(xué)家薩繆爾·海因里?！な吠哓愒瓉?lái)是藥劑師，但他后來(lái)致力于天文學(xué)的研究，企圖發(fā)現(xiàn)水星軌道內(nèi)側(cè)環(huán)繞太陽(yáng)的一顆新行星，因?yàn)樗芙咏?yáng)，所以很難被發(fā)現(xiàn)，但史瓦貝相信當(dāng)它經(jīng)過(guò)太陽(yáng)前方時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)黑點(diǎn)，而能被觀(guān)察到。在長(zhǎng)達(dá)17年的觀(guān)察時(shí)間里，他日復(fù)一日的審視太陽(yáng)表面，記錄下每一個(gè)黑點(diǎn)，雖然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新行星，但卻發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)黑子活動(dòng)，按照他的觀(guān)察數(shù)據(jù)，可以估算周期為10年。隨后魯多夫·沃爾夫等人將太陽(yáng)黑子的活動(dòng)周期精確至11年。

▲ 太陽(yáng)黑子活動(dòng)周期

尾巴最長(zhǎng)的彗星（1843年）

1843年大彗星的彗尾長(zhǎng)度超過(guò)3億千米，比太陽(yáng)到水星軌道的距離還遠(yuǎn)，成為了當(dāng)時(shí)世界上最長(zhǎng)的彗尾。直到1996年百武彗星出現(xiàn)，這項(xiàng)紀(jì)錄才被打破。

1843年的大彗星在白晝時(shí)環(huán)繞太陽(yáng)時(shí)可見(jiàn)。美國(guó)東北部的一個(gè)宗教派別叫“米勒派”，首領(lǐng)威廉-米勒(William Miller)是新英格蘭地區(qū)的一位農(nóng)民，他花了幾年時(shí)間研究圣經(jīng)之后，得出“可從圣經(jīng)經(jīng)文推測(cè)出上帝選擇毀滅這個(gè)世界的時(shí)間”的結(jié)論。米勒信徒們認(rèn)為在1843年大彗星光臨期間地球?qū)纾?dāng)大彗星從人們視野中消失后，整個(gè)世界仍然保持完整時(shí)，“米勒派”最終瓦解了。

▲ 1843年出現(xiàn)的大彗星

人類(lèi)首次用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)螺旋星系（1845年）

1845年，羅斯勛爵在愛(ài)爾蘭的帕森城利用巨型望遠(yuǎn)鏡尋找查爾斯·梅西耶在1773年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)具有螺旋結(jié)構(gòu)的模糊天體。今天，我們知道這個(gè)天體是漩渦星系。

所謂旋渦星系，是宇宙中數(shù)量最多、外形最美麗的一種星系。它的形狀很像江河中的旋渦：從正面看，呈旋渦形狀；從側(cè)面看，呈梭狀。如仙女座星云、三角座星云等就都屬于這種類(lèi)型的星系。

▲ 羅斯勛爵于1845年建成的重達(dá)40噸的反射望遠(yuǎn)鏡

大口徑望遠(yuǎn)鏡的制造進(jìn)入高潮（1845年）

▲ 耶基斯折射遠(yuǎn)鏡

19世紀(jì)末，隨著制造技術(shù)水平的提高，制造較大口徑的折射望遠(yuǎn)鏡成為可能，隨之就出現(xiàn)了一個(gè)制造大口徑折射望遠(yuǎn)鏡的高潮。光學(xué)大師克 拉 克（Alvan Clark）和他的兒子創(chuàng)立了一個(gè)生產(chǎn)望遠(yuǎn)鏡的公司，后來(lái)發(fā)展成為世界最大的折射望遠(yuǎn)鏡生產(chǎn)基地，制造出了口徑為1.02米的耶基斯（Yerkes）折射望遠(yuǎn)鏡，并于1895年安裝在世界上最大的天文臺(tái)——美國(guó)威斯康星州的耶基斯天文臺(tái)上。