科普丨《追捕祝融星》：一场跨越半个多世纪的猎星运动。爱因斯坦如何摧毁了它？

一场跨越半个多世纪的猎星运动。祝融星是一颗什么星？爱因斯坦如何摧毁了它？

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精华笔记 

19世纪下半叶，一场浩大的追星运动在国际天文学界展开。大批天文学家在望远镜前，苦苦找寻祝融星，有的人甚至为此穷尽一生。然而，他们始终没能一睹祝融星的“芳容”。

 一、祝融星是一颗什么星？

 1.牛顿力学体系的建立是祝融星存在的理论基础

 1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，建立起了牛顿力学体系，

为近代天文学的发展提供了理论支撑。

 2.天文学中的多体问题为祝融星埋下了伏笔

 牛顿力学体系可以轻松解决二体问题，多体问题则需要复杂的计算。天文学家们依靠多体问题的计算，发现大部分行星的计算轨道和实际观测轨道一致，但天王星和水星却存在偏差。

 3.海王星的发现成为祝融星存在的直接推动力

 1846年，法国天文学家勒威耶预言并发现了海王星，解决了天王星轨道存在偏差的问题，维护了牛顿力学体系的权威地位。勒威耶认为，也存在一颗影响水星运行的未知行星。1859年，法国乡村医生莱斯卡尔博声称在观测太阳时，发现了一个小黑点穿过了太阳的表面，勒威耶认为那就是影响水星运行的行星祝融星。

二、天文学家们是如何追捕祝融星的？

 尽管勒威耶声称祝融星存在，得到许多天文学家的支持，但也需要得到观测证实。在19世纪下半叶，观测祝融星主要有两种基本方法。

 1.通过凌日现象进行观测

 1860年，天文学家首先通过凌日现象捕捉祝融星。这也是之前莱斯卡尔博使用的方法。然而一直到1877年，勒威耶去世前，天文学家们进行了多次凌日观测，也没有再看到莱斯卡尔博看到的祝融星。莱斯卡尔博看到可能只是太阳黑子。

 2.通过日全食进行观测

 早在1869年，美国发生了日全食，大量天文学家和天文爱好者就借此搜寻祝融星，可是却一无所获。1878年日全食，美国天文学家詹姆斯·沃森声称，观测到了两颗从未看到的星体，他确定其中一颗就是祝融星。但天文学界最终认定，他看到的仅仅是非常常见的两颗恒星鬼宿一和鬼宿四。

三、爱因斯坦是如何彻底摧毁了人们对祝融星的想象的？

 1.狭义相对论的提出打破了牛顿的绝对时空

 在20世纪初，随着物理学的研究对象不断扩展，科学家们发现，牛顿力学体系的应用只能在一定的范围内，对于微观世界，以及高速运动的物体，牛顿力学体系就会失效。由此在1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，打破了牛顿的绝对时空观。

 2.广义相对论的提出彻底摧毁了祝融星

 狭义相对论只能适用于匀速运动的物体，针对加速运动和引力问题，爱因斯坦在1916年提出了广义相对论。广义相对论告诉我们，宇宙中不同大小星体的质量扭曲了时空。质量越大，它附近的时空扭曲程度也越大。根据广义相对论计算，水星的运动轨迹并没有什么异常，而是牛顿的理论出了问题。

1919年，天文学家对日全食的观测，发现星光在经过太阳附近时确实发生微小的偏折，偏折量和广义相对论的计算相符，证明了广义相对论是正确的。

书           名：追捕祝融星

作           者：[美]托马斯·利文森

主    讲   人：林雨

主讲人简介：清华大学科学技术哲学硕士，国家图书馆副研究馆员

播           音：旗达内

策 划  编 辑：李雪清