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在最新的研究中，科研人員發(fā)現(xiàn)，木星的軌道如果發(fā)生改變，地球有可能會(huì)比現(xiàn)在更宜居。原來(lái)，科研人員基于已知的太陽(yáng)系數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了太陽(yáng)系模型，發(fā)現(xiàn)如果木星的位置保持不變，但軌道變得更加趨向偏心，地球的軌道也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，即一部分區(qū)域有時(shí)會(huì)離太陽(yáng)更近，目前處于冰點(diǎn)以下的地球區(qū)域?qū)?huì)變得更加溫暖、宜居。

其實(shí)，宇宙中，在萬(wàn)有引力驅(qū)動(dòng)下，天體之間時(shí)刻都發(fā)生著各種各樣的互動(dòng)，時(shí)而互相排斥，時(shí)而互相吸引，有時(shí)甚至“親密接觸”。讓我們看一看那些令人驚嘆或捧腹的典型事例吧。

你我共盼哈雷彗星

1705年，牛津大學(xué)教授埃德蒙·哈雷出版了《彗星文學(xué)概論》，記錄了從1337年到1698年間觀測(cè)到的24顆彗星的拋物線軌道。他發(fā)現(xiàn)，有3顆彗星分別出現(xiàn)在1531年、1607年和1682年，軌道看起來(lái)如出一轍。雖然它們經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)的時(shí)刻，在周期中相差近1年，但可以解釋為木星或土星的引力攝動(dòng)造成的。于是一個(gè)念頭在他的腦海中迅速閃過(guò)：這3顆彗星可能是同一顆彗星的3次回歸！

但哈雷暫時(shí)沒(méi)立即下此結(jié)論，而是不厭其煩地搜索更早的記載。果不其然，1456年、1378年、1301年、1245年……一直到1066年，他都找到了大彗星的記錄。

要知道，在哈雷生活的時(shí)代，還沒(méi)人意識(shí)到如今的天文學(xué)常識(shí)——由于引力作用，彗星會(huì)被太陽(yáng)“吸引”，做著周期性軌道運(yùn)動(dòng)。自從哈雷產(chǎn)生了那個(gè)大膽的念頭后，便懷著極大的興趣，全身心地投入到對(duì)彗星的觀測(cè)和研究中。經(jīng)過(guò)大量觀測(cè)、研究和計(jì)算后，他大膽地預(yù)言：“1682年出現(xiàn)的那顆彗星，1758年底或1759年初將再次回歸。”

哈雷得出這個(gè)預(yù)言時(shí)，已經(jīng)年近50歲。他意識(shí)到自己很可能無(wú)法親眼見(jiàn)證這顆彗星再次回歸，于是他以一種幽默又略帶點(diǎn)遺憾的口吻說(shuō)：“如果彗星根據(jù)我的預(yù)言，確實(shí)在1758年回來(lái)了，公平的后人大概不會(huì)拒絕承認(rèn)這是由一位英國(guó)人首先發(fā)現(xiàn)的?！?/p>

在他去世16年后，也就是1758年，這顆彗星如期回歸，震驚了科學(xué)界和公眾，曾經(jīng)的質(zhì)疑瞬間銷(xiāo)聲匿跡。作為首顆被成功預(yù)言回歸的彗星，如今它被稱(chēng)作哈雷彗星。

哈雷彗星上一次被人類(lèi)“近距離”觀測(cè)到是1985~1986年，軌道周期約為76.1年，你我下一次有幸看到哈雷彗星通過(guò)近日點(diǎn)，就要等到2061年了。

哈雷彗星

當(dāng)然，隨著航天技術(shù)蓬勃發(fā)展，也許不用等到那個(gè)時(shí)候，人類(lèi)就可以駕駛著飛船去主動(dòng)“拜訪”哈雷彗星，體驗(yàn)天體引力的奧妙。

奇特的“三體”運(yùn)動(dòng)

前些年，美國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了神奇的“三體”恒星系統(tǒng)，它包含1顆擁有超高密度的脈沖星及2顆白矮星。

天文學(xué)家杰森·博伊爾在2012年利用格林班克望遠(yuǎn)鏡開(kāi)展大范圍巡天觀測(cè)的過(guò)程中，最先發(fā)現(xiàn)了一顆不尋常的脈沖星。當(dāng)他對(duì)這顆脈沖星的自轉(zhuǎn)速度進(jìn)行精密測(cè)定時(shí)，確定它擁有復(fù)雜的軌道。在這種情況下，只能用“還有2顆白矮星存在”來(lái)解釋?zhuān)簿褪钦f(shuō)，他發(fā)現(xiàn)了“三體”系統(tǒng)。

著名科幻小說(shuō)《三體》描述過(guò)復(fù)雜的星系構(gòu)成：當(dāng)星系中只有1顆恒星時(shí)，行星會(huì)在引力作用下圍繞著恒星做有規(guī)律的軌道運(yùn)動(dòng)；如果加入1顆恒星，就會(huì)形成穩(wěn)定的雙星系統(tǒng)，同樣會(huì)形成穩(wěn)定的天體運(yùn)行軌道；但假如星系中存在3顆甚至更多恒星，它們之間復(fù)雜的引力會(huì)產(chǎn)生合力作用，使得恒星時(shí)而被吸引，時(shí)而被排斥，從而呈現(xiàn)出復(fù)雜的軌道運(yùn)動(dòng)，行星也會(huì)“無(wú)所適從”，面臨災(zāi)難。

以當(dāng)前人類(lèi)的天文學(xué)和數(shù)學(xué)水平，對(duì)于“三體”問(wèn)題還不能?chē)?yán)格求解，因此在研究復(fù)雜的天體運(yùn)動(dòng)時(shí)需根據(jù)實(shí)際情況，采用各種近似的解法。一般來(lái)說(shuō)，研究“三體”問(wèn)題大致可以采用分析法、定性法和數(shù)值法，三者各有利弊。而要想解決根本問(wèn)題，對(duì)新積分的探索以及對(duì)各類(lèi)方法的改進(jìn)一直是研究“三體”問(wèn)題的重要課題。

當(dāng)然，這些研究依賴(lài)于基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步，注定比較漫長(zhǎng)，讓我們爭(zhēng)取搶在“三體”艦隊(duì)啟程尋找新家園之前解決難題吧。

當(dāng)心！天地大沖撞

1998年上映的科幻電影《天地大沖撞》講述了人類(lèi)抵御天外威脅的勵(lì)志故事。某顆不知名的天體逼近地球，科學(xué)家經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，它重約500兆噸，截面積相當(dāng)于紐約市大小，正受太陽(yáng)引力“束縛”而圍繞太陽(yáng)運(yùn)行。但根據(jù)它的軌道測(cè)算，大約一年后它就會(huì)與地球相撞，威力足以毀滅人類(lèi)。為了自救，人類(lèi)發(fā)射了特殊飛船，試圖登陸那顆天體，借助特殊的鉆探設(shè)備，打通前往核心的隧道，再放入核裝置引爆，使其解體成若干小塊，幫人類(lèi)逃過(guò)一劫。

其實(shí)，天體碰撞在宇宙中十分常見(jiàn)。根據(jù)萬(wàn)有引力定律，質(zhì)量較大的天體引力會(huì)對(duì)質(zhì)量較小的天體的運(yùn)行軌跡產(chǎn)生影響，使其軌道更加靠近自己，甚至直接“捕獲”，從而增加自己的衛(wèi)星。

不過(guò)，大天體可能“樂(lè)極生悲”。尤其是大天體表面如果覆蓋著厚厚的大氣層，小天體每次經(jīng)過(guò)時(shí)都會(huì)遭受摩擦阻力，還會(huì)損失動(dòng)能，導(dǎo)致軌道高度進(jìn)一步降低。久而久之，小天體就很可能與大天體發(fā)生碰撞。

有大氣層保護(hù)畢竟是好事，月球缺少大氣層，在漫長(zhǎng)的演化歷史中，月面早已被太空中的各種“過(guò)客”砸得千瘡百孔。地球還算幸運(yùn)，由于覆蓋著1000公里以上高度的大氣層，絕多數(shù)沖向地球的“天外來(lái)客”會(huì)在落地前就燒蝕殆盡。即便如此，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，地球上的大隕石坑仍然達(dá)到了190個(gè)之多。

有許多學(xué)者認(rèn)為，正是小行星撞擊引起的連鎖反應(yīng)，造成了白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件，使得稱(chēng)霸地球超過(guò)1.5億年恐龍下場(chǎng)凄慘。甚至有觀點(diǎn)提出，地球、月球的形成都是數(shù)十億年前天體劇烈碰撞、合并、分裂的結(jié)果。

值得慶幸的是，在現(xiàn)實(shí)中，人類(lèi)正在為抵御小行星威脅而努力。今年4月24日中國(guó)航天日，中方宣布將著手組建近地小行星防御系統(tǒng)，為保護(hù)地球和人類(lèi)安全貢獻(xiàn)中國(guó)力量。

而在9月26日，距離地球約1100萬(wàn)公里之外，類(lèi)似自動(dòng)售貨機(jī)大小的美國(guó)DART航天器將以6公里/秒的速度撞擊直徑160米的小行星，嘗試改變其運(yùn)行軌道。這場(chǎng)即將到來(lái)的“暴力”行動(dòng)也將是人類(lèi)有史以來(lái)首次對(duì)行星防御任務(wù)進(jìn)行“實(shí)地”測(cè)試。

美國(guó)DART航天器撞擊小行星示意圖

總之，天體間的相互作用復(fù)雜而微妙，一方面為科學(xué)家研究天體力學(xué)和天文現(xiàn)象積累了寶貴資料，促進(jìn)了基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)步，另一方面也會(huì)讓我們更加珍惜所處的蔚藍(lán)色星球。（作者：閆嘉偉）

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