土星木星争番位，谁才是新晋卫星王？

星空给人一种宁静的印象，也给现代人提供了缓解压力的治愈作用。但天文爱好者们知道，浩瀚苍穹中也有“众神之战”。

国际天文联合会近日宣布，美国卡内基科学研究所的研究团队最近发现了20颗土星的新卫星。
至此，土星的卫星达到82颗，超过目前已知卫星数量为79颗的木星，成为新的“卫星王”。

木星与土星的这场“追逐战”，很久以前就打响了。
“学霸”们会记得，在20世纪90年代的小学教科书《自然》上，木星有8颗卫星，土星有13颗卫星——土星为王。
进入21世纪后，两颗行星的卫星数量“此消彼长”。
2002年，木星的卫星超过了土星。从那时起，直到2018年再发现12颗卫星，木星“番位”一直稳压土星，差距还在不断拉大。
但这一次，卡内基科学研究所宣布，他们一口气发现了20颗土星卫星，重新将土星送回了“卫星王”的宝座。
△新发现的20颗土星卫星
当然，某些思维严谨的吃瓜群众表示，土星、木星都不是王，地球才是！想想那些被不同国家发射上去的人造卫星！

01

解绑“天球”

木星、土星若有知，它们定然会为地球上人类的“口水战”感到尴尬。是王？不是王？对两颗行星而言，早就是定论。
人类争议的起源，无非是他们虽在进步却依然短浅的眼光而已。
还好，地球上的居民不乏反思意识。有人就评论道：“人类哪有资格评定卫星王呢？还真把自己当上帝啦！”
但没办法，如哲学家所说，总有一部分人会深情地仰望星空。
发现了土星新行星的Scott Sheppard，便是这样一个团队。成立以来，它只专注于一件事，就是搜寻外太阳系的新天体。
△Scott Sheppard博士带领的团队发现了20颗土星的新卫星
追逐星空的热情，贯穿了人类的文明史。有传闻说，古希腊第一个科学家泰勒斯，在某次仰望星空时，不小心掉进地下的坑。女仆人笑话他：“你留意天上的事，却在地上栽倒，那有什么用呢？”泰勒斯倒不以为意。
然而，尽管观察了天空几千年，人类对它的认识却常常出现谬误。在这里，抛开古人因技术不够而出现的认知错误，只谈谈现代人错以为的“天文学常识”。
总的来说，它们往往来源于两个方面：一是因为今人对历史的错误叙述，二是因为科技的发展颠覆了旧有的结论，比如“卫星王”。
先看第一种。在现代天文学的开端，今人就有一个常识错误。16世纪中叶，哥白尼发表了关于“日心说”的专著，在今天被翻译为《天体运行论》。
△哥白尼

事实上，这本书原名为《天球运行论》。仅仅一个字的差别，所描述的是全然不同的宇宙模型。把“天球”替换为“天体”，是编者将后人的结论强加给了哥白尼。
在哥白尼所处的年代，科学家们并不把星球当作单独的一颗漂浮的球体。
回到“地心说”，古希腊科学家托勒密认为，地球处在宇宙中心一动不动，在它之外则套着一层又一层的“天球”。
月亮、星星、太阳等，都镶嵌在那些天球里，只有天球在做匀速圆周运动，带动着嵌在其中的星球，显示出运动的样子。

哥白尼也接受了天球理论模型，但他认为太阳才是中心。也就是说，地球被镶嵌在了一个天球里，而天球的匀速圆周运动，导致地球围绕太阳旋转。
如此一来，哥白尼以太阳为中心，画出五层天球，即当时发现的四大行星所据的四重天球，以及距离太阳最远的“恒星天”，它是一动不动的。
哥白尼把宇宙设想为，五个天球层层相套并包住太阳的一个模型。
后来，布鲁诺将宇宙的边界扩至无限，提出“多重宇宙说”，被视为哥白尼学说的继承者，但他其实是为个人的宗教信仰宣传此说。
直到布鲁诺被烧死的半个世纪后，牛顿提出的力学体系，彻底粉碎了天球学说，古典天文学天球学说才正式宣告终结。

02

宇宙“变形”

在牛顿统一了天体力学和地界力学，即发现天上星辰与地上万物的运动，它们所遵循的是相同规律时，现代天文学的研究开始突飞猛进。
然而，时至今日，尽管“拍”下了黑洞的照片，探索到了数十亿光年外的天体，但对相较而言“近在咫尺”的木星、土星，我们甚至无法尽数它们的卫星数量。
△人类首张黑洞照片
能力十分有限，才导致了“卫星王”的数度易位。
但木星也不必痛心，作为太阳系内质量最大的行星，木星的质量是太阳的0.1%，是其他行星加起来的2倍多。因此，它也是唯一一颗“并非围着太阳旋转”的系内行星。
怎么回事？据教科书所说，在太阳系内，八大行星围绕着太阳旋转，但实际不是如此。
△地球八大行星
在天体运动中，以地球为例，太阳对地球有吸引力，但地球对太阳也有吸引力。所以在理论上，太阳与地球绕着在它们中间的质点旋转。只是地球的质量太小，这个质点是在太阳内部。
而木星是行星中的“超大星”，它与太阳之间的质点，是在太阳外部。教科书所说的，“八大行星围绕太阳旋转”，只不过是为了教学方便而已。
牛顿力学所能解释的，只是在它理想模型中的理想状态。尽管如此，由于牛顿带来的观念革命性太强、他本人的威望太大，所以，他所描述的天文世界虽然落伍了，但他的影响依然辐射着全世界。
牛顿打碎了古希腊的“天球”，在20世纪，爱因斯坦又“掰直”了牛顿力学的圆周轨道。

据爱因斯坦的学说，质量能够扭曲空间，在天体质量足够巨大时，被扭曲的空间将很直观。
在一次实验中，科研人员发现在日全食时，阳光依然能够绕过月球，证实了爱因斯坦的学说。
爱因斯坦表示，由于太阳的质量很大，扭曲了它的外部的空间，所以在我们看来，行星围绕太阳旋转，但对行星而言，它走的是一条“直道”。

03

常识性错误

天文学中更多的常识错误，则来自一些偏门的“冷知识”。比如说，人们会依据一片区域的星象，命名它们为某某星座，其实星座只是遥远天体的一个“二维投影”，它们的距离可能隔了好几个银河系。
另外，天上有88个星座，并不是12个。
又比如说，牛郎织女的民间故事很美，但在七月初七，牛郎星和织女星不会在一起。

中国目前通行着两种历法，我们习惯称之“阳历”“阴历”。事实上，应将日常使用的历法称为“公历”，而中国传统历法是“农历”。
历法皆是由对天文现象的观测而来。崇拜太阳的埃及用阳历，崇拜月亮的伊斯兰国家用阴历，中国的农历则是“阴阳合历”，既符合太阳的周期性，也顺应月亮的周期性。
现代人最亲近的天文现象，大概就是流星雨了。但要知道，彗星碎片有集中之处，所以流星雨的现象也有周期性，没有哪次是“此生唯一”。

还要切记，北极星并不是夜空中最亮的星，比它亮的还有十几颗。
另外要提醒的是，你与恋人看过一场流星雨后，尽量不要不合常理地唱起那首歌，当然前提是……你有恋人。

作者 | 向由

编辑 | 荣智慧 [e-mail]

排版 | 邓书婷，龙明佳

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