在这个时期,我们看到了有关恒星,例如中的恒星视觉光曲线和摄影光曲线的报道;以及友基勒进行的关于猎户座恒星的滤光摄影实验。小说站
www.xsz.tw一个显然很激奋人心的课题是时间可变的天文学,这个课题其实必定引起了一些动人心魄的东西,例如,今天所知的脉冲星、类星体以及x射线源。我们对视线的可变速度已有很多研究,正是从中得到了光谱学的双星轨道,以及源于h伽玛光谱线和其它光谱线的多普勒位移的鲸鱼座的视向速度的周期性变化。
对恒星的首次红外线测量是由欧斯特f尼科尔斯在耶基斯天文台进行的。研究结果表明:“我们从牧夫座o星接收到的热能,还不如一个远离五、六里地的蜡烛给我们的热能。”至此再未作进一步的计算。在这一时期,由鲁宾斯rubens和阿奇凯内斯asass,进行了第一次有关二氧化碳和水蒸汽红外线遮光的实验性观测,阿奇凯内斯从本质上发现了二氧化碳在15微米时的v2基线以及水的纯净旋转范围。
在德国波茨坦,朱利叶斯沙因纳编著了新编仙女星座星云的摄像光谱学,沙因纳正确地作出结论:“即以往对旋转星云是恒星群的怀疑现在烟消云散、毋庸置疑了。”下面这段话是反映这一时期对人身攻击所能忍受的程度的例子,是从沙因纳的论文中摘取出来的:在天体物理学杂志第十一月号刊物上,坎普贝尔gabell异常愤怒地抨击了我对他的发现所提出的批评意见这种神经过敏对一个为了工作已将自身严肃地交付给他人的人来说,真有点令人吃惊。更有甚者,一个频繁地观测到别人无法观测到的天文现象,同时又观测不到别人能够观测到的现象的天文学家,务必要准备将自己的观点来一番辩驳。如果像坎普贝尔教授所埋怨的那样,我只能用一个单独的例子来支持我的观点,我只是出于礼貌的动机而不肯再添加一例说明。那么就是说,事实上坎普贝尔教授无法观测到的火星光谱的水蒸汽谱线却被哈金斯和沃格尔在第一个位置观察到了,在坎普贝尔教授已经对它们的存在表示怀疑时,威尔兴wilsing教授和我又观察到它们,并且毫无疑问地证明了它们的存在。现在已知存在于火星大气中水蒸汽的含量本未使用分光镜方法是完全不易察觉到的。
光谱学是十九世纪不对科学的发展具有重要影响的因素。大体物理学杂志曾频繁地发表罗兰的太阳系光谱,其光谱的谱线波长多达20,000种,而每一谱线的波长都是醒目的七位数字。那时,该杂志曾发布了邦森的重要补闻。偶尔,天文学家们还注意到他们所察觉的不寻常性质。“一颗行星所发出的微弱闪光竟成了难以想像的遥远发光天体的物质和条件的自动记载。”天体物理学杂志所争论的一个主要课题是光谱谱线的排列究竟是红色朝左呢还是红色朝右。那些倾向红色朝左的天文学家们引证了钢琴这样的类比例子钢琴是高频趋向右方,而天体物理学杂志偏偏不顾一切地选择了红色朝右。在波长的排列顺序上,关于红色是应该处于顶部还是应该处于底部的问题还是可以得到某些回旋余地的。哈金斯激动地写到:“任何变化都不能不说是难以忍受的。”但是天体物理学杂志终归还是获胜了。
在此期间,另一个重要的讨论是关于太阳黑点的本质。g约翰斯通斯托尼g.johnstooney提出太阳黑点是由太阳光球中的凝聚云层引起的。但是威尔逊zgerald则认为,除可能存在含碳的情况外,很难想像在这些高温中会存在冷凝物。于是他们又十分含糊地提出另一种说法,即,太阳黑子是由于:“气体对流的反射。小说站
www.xsz.tw”埃弗谢德evershed有一个更富于独创性的概念。他认为太阳黑子是太阳光球外层的空洞,它使我们看到太阳更广阔炽热的深处。但它们为什么是黑暗的他提出,任何辐射都会是认可见光转移到很难吸收辐射的紫外线。当然,这一提法是在炽热物体辐射的普朗克分布被人们所理解之前。在这一时期,人们还认为不同温度的黑色体的光谱分布可能会相交;并且这一时期的一些实验曲线,也的确显示了这种相交正如我们所知道的那样,这是由于发射率和吸收率的偏差所致。
拉姆齐raay最近已发现了元素氪,据说这种元素在十四种可察觉的光谱线中,其谱线为5570a,碰巧是和极光的主谱线一致。eb弗罗斯特总结说:“这样一来,似乎那迄今为止使人困惑的光谱线的真正源头已被发现了。”我们现在知道引起这条光谱线的缘由是氧气。
当时,在仪器设计方面出现了为数众多的论文,其中海耳的论文最有趣。1897年元月,海耳提出,无论是折射望远镜还是反射望远镜对天文学来说都是不可缺少的,然而他留意到人们对反射望远镜有明显偏爱,特别是赤道折轴望远镜。在一篇史记中,海耳曾提到,耶基斯天文台之所以能置备40英寸的透镜,只是因为原先打算在加利福尼亚的帕萨迪纳附近安装一架大型折射望远镜的计划最终化为泡影。我独自思忖着,假如这一计划成功了,天文学的历史将会是一副什么模样呢实在令人称奇的是帕萨迪纳似乎已经表示愿意向芝加哥大学提供帮助,将耶基斯天文台装置在芝加哥大学。实际上,这种相互间的往来,在1897年以前就早已在进行了。
十九世纪末,有关太阳系的研究表现出一种与行星的研究特点相类似的复杂情况,即对未来的希望以及对现实的迷惑不解交织在一起。这一时期,最有价值的论文之一,是亨利诺里斯罗素的一篇标题为金星的大气层的论文。这篇论文讨论的是有关金星新月尖的延伸性问题。该论文的论据,一部分是根据作者在普林斯顿的霍尔斯特德天文台用5寸大赤道寻星望远镜观测的结果。或许,在普林斯顿人们并不认为年青的罗素操作大型望远镜是完全可靠的。根据现行的标准来看,罗素的分析实质上是正确的。他判断说,阳光的折射不能说是月尖延伸的真正原因,其真正的原因将在阳光的散射中寻找到:“金星的大气层如同我们地球一样,含有某种悬浮尘埃和雾粒子,而我们所看到的则是这种混浊气体的上部,是被经过并靠近行星表面的射线所照亮的部分。”他后来说,这层视表面或许是一层密集的云层。混浊层的厚度据计算比我们现在称呼的主云层还要高约一公里厚,这个数字恰好与“火星10号”宇宙飞船的分幅摄影照片相一致。罗素认为,根据其它天文学家的研究结果看来,有些分光镜研究结果表明,在金星表面大气层中有薄薄的一层水蒸汽和氧气。然而,罗素论据的要素已经非常出色地经受了时间的考验。
威廉h皮克林宣布发现了月亮女神,这是土星最外围的卫星;洛韦尔天文台的安德鲁e道格拉斯发表了他的观测记录,这一观测记录导致他做出了错误的结论,即“木星3号”比它自转周期的旋转约慢一小时,显然这一结论算错了一小时。
其他天文学家对行星自转周期的估算也并不很成功。例如,曾在卢辛皮克勒的马诺洛天文台进行观测的利奥布伦纳曾严厉地批评了珀西瓦尔洛韦尔对金星自转周期的估计。布伦纳亲自比较了两张由两个不同的民族分别在相距四年的时间拍摄的白光金星图通过这一比较,他推论金星自转周期为23小时57分36.37728秒,他说这一结果正好与他自己拍摄的“最可靠”图片的平均时间相吻合。栗子小说 m.lizi.tw然而就在他考虑这一结果时,他发现另一个使人难以理解的结果出现,即金星的自传周期仍可能是224.7天。他最后说:“一个缺乏经验的观察者,一台不适用的望远镜,一副选择不当的目镜,行星的直径过于小,观察时电源不足以及倾斜角度小,所有这些缺陷都解释了洛韦尔照片之所以奇特的原因。”当然正确结果并不介于洛韦尔与布伦纳两种过于偏激的论点之间,而是存在于望远镜刻度尺度的带有负号-的另一端,即周期为243天的逆转周期。
在另一次学术交流活动中,赫尔布伦纳首先发言:“先生们;我很荣幸地告诉大家,玛诺洛太太已经发现在土星光环系统有一新的分界,”在这段发言中,我们所知道的不过是位于卢辛皮克勒的玛诺洛天文台有一位玛诺洛太太以及她和赫尔布伦纳一起进行了观测。随后引来了恩克、卡西内、安东尼亚迪、斯特鲁夫以及玛诺洛各派之间意见的争相阐述。然而只有前两个流派的意见经受住了时间的考验。而赫尔布伦纳似乎已在十九世纪的迷雾中销声匿迹了。
在剑桥召开的第二届天文学家和天体物理学家的会议上,有一篇论文提到,假如小行星自转存在的话,可以通过光曲线推论出来。但是论文却忽视了光是随时间变化的,于是亨利帕克斯特得出结论:“我觉得不去考虑这一理论,反倒更可靠些。”现在这一理论却成了小行星研究的基石。
天文学家和天体物理学家们在讨论月球的热性能时,形成了自我体系的热传导线性方程,但该方程的计算则是根据实验室所获得的发射率测量结果进行的,由此弗兰克维里得出结论说,月球上的白天温度约为100c真可称为是恰如其分的正确答案。他的结论很值得在这里引用一下:“地球上唯有沙漠是最可怕的地方了,在那里,炽热的沙子将皮肤烫出了疱,而人、动物、鸟类都纷纷死去,月球就好像我们的星球无云层遮掩正处在正中午一样灼热无比。只有月球纬度的月极两端白天温度还能忍受,晚上更不待说了,刺骨严寒将迫使我们变成类人猿以保护我们免遭冻害。”这种解说方式通常是非常出色的。
在这十年中的最初年代,巴黎大文台的马里斯洛伊和皮埃尔普鲁斯厄爱克斯发表了一本月球照片图册,在天体物理学杂志5:51中讨论了这本图册的理论推断。这个巴黎天文学家团体对月球火山口、月面山谷以及其它地貌形式提出了一种经过修改的火山理论,可后来ee巴纳德在用40英寸的望远镜观测了月球后批判了这一理论。随后巴纳德的批评意见又被皇家天文学会所否定,等等。在这场争辩中有一个容易使人误解的过于简单化的论点:火山会产生水;而月球上没有水;因此月球上的环形山则不是火山口。然而推测大多数月球环形山的论点不能说是令人信服的论点,因为这一论点忽视了这样一个难题,即月球上可能存在水的资源。维里关于月球两极温度的结论或许已表现出某种优势。这样可以认为月球上的水冻成了冰霜。另一种可能性是水或许是从月球上蒸发到宇宙中去了。
这一观点在斯托尼的一篇题为论行星和卫星上的大气的论文中得到承认。他推断说,由于月球引力小,气体非常迅速地跑到宇宙空间,因此月球上不应该存在大气层,而地球上同样也不存在任何庞大的最轻气体的集结,如氢和氦。他相信在火星大气层中没有水蒸汽,而火星大气层和复盖气体大概是二氧化碳。他暗示木星上的气体大概是氢和氦,而海卫一,这个海王星最大的卫星上大概存在大气层。这中间的每一个结论都是与当今的新发现和新观念相呼应的。他还断定,土卫六不存在气体,这一预见连某些现代理论家都赞同尽管土卫六在这一问题上似乎还存在另一种观点见第十三章。
在这其间,还曾有过一些虽为数不多但妙不可言的惊人意见,如像雷弗j.培根所提出的从高空中进行天文学观测的意见就可算是非常美妙的主意了。例如用一个自由飞翔的气球进行观测。他提出,这至少有两点好处:观测度更清晰以及运用紫外线光谱学。随后戈达德对发射火箭的天文台提出了类似的意见见第十八章。
在这之前,赫尔曼沃格尔早已通过直视光谱学eyeballspectrospy发现在土星星体上的6183a处有一吸收光带。随后,芝加哥国际彩色摄影公司试制成功了摄影胶片,这种胶片的质量非常之优良,甚至可以察觉与红色光谱中的ha波长相同的光**长,这种被检测出来的光**长为行星光度的五分之一。耶基斯天文台使用了这种新的感光乳剂。海耳报道说,在土星光环没有6183a带域的迹象。现在我们知道这一红外吸收光带是在6190a处,是甲烷的6u3。
我们从詹姆斯基勒在祝贺耶基斯天文台落成典礼的演说中可以发现对珀西瓦尔洛韦尔文章的另一反应:
一个天文学家承认知之甚少的课题:行星的可居住性问题,已被传奇作家当作文章题材而大书特书了,这将是一个遗憾,对传奇作家来说,从可居住性到居住是短短的一步之距。这种独出心裁的想象使得事实与想象在这种外行人的头脑中变得纠缠不清,他逐渐把同火星上居民进行交流看成是一个值得严肃考虑的目标为了这一目标,他或许希望向科学界投资,然而他不知道,他的这种想法被那些曾以出色的工作极大地激发了小说家想象的天文学家们谴责为奇想。当他被迫去理解我们这一课题已有知识的真实现状时,他就会感到非常失望,甚至对科学产生某种怨恨情绪,就好像科学欺骗了他。其实科学本身对这些错误的见解是不负责任的,这些错误见解,由于没有坚实基础,则会逐渐消亡并被人们所遗忘。
西蒙纽考姆sinneb在这次演讲中提到一些时髦的提法,这些观点对我们正在进行的科学努力来说,是否有点过于理想化了:
“这个人由于受到压抑不住的热情所驱使而进入了对自然的探索,这将使人感到羡慕呢还是使人觉得可怜然而任何其它的追求都无法使他感受到如此明确的目标。没有哪一种生活能有那些由于自身本性的冲动而将全部精力自发地毫无保留地贡献到苦苦追求的事业中去的人感到更愉快了。真理的探求者是很少屈服于失望的,失望则期待着其它活动领域的那些雄心勃勃的人们。令人欣慰的是一种兄弟般的关系正在迅速发展并遍布于全世界,在这个世界上除了由于力图工作得比其它任何人都好的愿望而产生的竞争外,不存在别的敌对情绪,同时,相互钦佩的感情抑制了嫉妒的感情正如工业界的巨富头子是被对财富的爱所深深感动,而政治家是被对权力的爱所为之动情那样,天文学家也是迷恋在对知识本身的爱而不是动情于对知识应用的爱。然而他很自豪地了解到,他所从事的这门科学对人类来说比他自身的价值更大。他感到人光靠面包是不能生存的。如果我们意识到我们对宇宙的知识并不比对面包的知识更多一些的话,那么这肯定是我们不应该放置于人类生计之后甚远的事情。”
在我读过四分之三世纪前天文学家们论著的文章后,我感到有一种无法抵抗的诱惑力驱使我想象美国天文学学会的第150周年纪念会或者无论它届时将可能变成的任何其它形式的名称并且痴情地猜想着到那时,人们将如何看待我们时代的开拓者们。
纵观十九世纪末的科学文献,我们对某些有关太阳黑子的争端充满了浓郁的兴趣,给我留下深刻印象的还有,人们认为齐曼效应并不是实验中的罕见现象,而是天文学家应倾注极大注意力的东西。正如所预见的那样,几年后,在ge海耳的关于太阳黑子中有很强的磁场强度的发现中,这两条思路被纠缠在一起了。
同样,我们发现在无数的论文中,都假设了恒星演化的存在,但是恒星演化的本质却一直被掩盖了;在这些论文中,开耳芬赫尔姆霍兹引力作用的收缩力被认为是唯一可能的恒星能源,然而却一直没有预料到核能。尽管如此,当时就在天体物理学杂志的同一卷本上,承认法国一个名叫贝克勒尔的人完成了一项关于放射性的奇特实验。这里我们又看到在十九世纪天文学史中那短暂几年的快镜头中,贯穿着两条明显不相干的线索,而后这两条线索又命中注定地相互缠结了四十年之久。
还有很多彼此关联的事例比如,通过望远镜得到的非氢元素的系列光谱的分析说明有某种联系。新的物理学和新的天文学是正在形成的天体物理学的相辅相成的两个方面。
因此,要想不对现存的如此众多的尖锐争端感到惊奇将是十分困难的事情比如,关于类星体的本质,或黑洞的性质,或脉冲星的发射几何形状都必须等待与物理学的新进展相交合。如果七十五年前的经验起到某种指导作用的话,今天就会产生能够朦胧地预测究竟哪种物理学将与哪种天文学相结合的人了。而几年后,这种联系将明显受到考虑。
我们在十九世纪的文献中还看到大量事例,其中的观测方法或表述,用现今的标准来看显然是欠缺的。通过由具有不同特点的人绘制的两张图的比较我们现在知道,这从一开始就是不真实的,可以从行星周期推断出十个重要数据,这是最糟糕的事例之一了。但是还有许多其它事例,包括对彼此相隔很远的天体所进行的多余的“双星测量”,这些天体主要都是物质实体彼此分离的星球;当人们不再将其注意力放到生长分析曲线时,就出现了一种对压力以及有关光谱线频率的其它影响的强烈兴趣;至于有关某些物质的存在或不存在的苛刻争端则只是以肉眼光谱学为其基础的。
在维多利亚天文物理学时代末期,物理学的不景气也是区区怪事。合理的高精尖物理学几乎排除了几何光学和物理光学、摄影技术以及太空机械师等范围。天文学家们将恒星演化的理论建立在恒星光谱的基础上,然而却对依靠温度的激磁和电离知识不求甚解,或是想要计算月球地表下温度却没有解决傅立叶的热传导方程式,我似乎并不感到这是些很离奇的事情。现代读者在读到有关实验室光谱的经验主义的详尽表述时,总是对玻尔和薛定谔及其发展量子力学的后继者感到不耐烦。我想知道我们这个时代的争端究竟有多少而大多数著名的理论将会以低劣的观测,智力平庸或先天不足的物理学见解在2049年这样一个标志着优越的年代降生。我有一个感觉,即我们今天比1899年的科学家更具有自我批判的精神;这是因为天文学家人数的增多,我们之间更加经常地互相检验彼此的成果;另一部分原因是由于有象美国天文
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