论文部分内容阅读
太阳是个大火球，你抬头就能看到。
月亮是个小岩石球。每当满月，天上就有一个满脸坑洞的超大月饼。
金星和火星是地球的近邻。在望远镜里，它们也是大圆球，孤零零在黑暗的太空里穿行。
好点的望远镜，能看得更远。161 0年，伽利略就用自制的望远镜看到了土
星，这颗距离太阳第六远的行星。可土星的模样却让他很震惊。
土星怎么长这样？
在揭秘土星的怪模样之前，得先说明白伽利略是谁。
那个时候，明朝皇帝住紫禁城，法国国王顶着假发套逛花园。意大利的伽利略则在家钻研科学。
1000多年来，人们都坚信，重的物体比轻的下落要快。伽利略自己做实验，证明了那是谣言。因为不同重量的物体，在下落时速度是一样的。
可土星的模样，比流传了1000多年的谣言还要离谱。望远镜里，土星不是孤单一个球体，而是一大、二小，三个球体粘在一块，就像长了两只巨大的耳朵。
伽利略百思不得其解。两年后，他皱着眉头，心怀疑虑，再次瞄准土星：土星就剩一个球，两只大耳朵不见了。
这下伽利略连小时候听过的神话故事都想到了。故事说的是古希腊的神仙。在宙斯成为主神前，他的父亲克洛诺斯才是神界的领袖。可是克洛诺斯生性多疑，非常害怕自己的神位被子女推翻。他的妻子每生下一个孩子，他就吞进肚里—难不成土星把自己的耳朵“吃”了？
只说对了一半
爱做实验的伽利略，恨不得亲自插上翅膀，飞到土星一探究竟。这可得再等300多年。那时还有什么实际点的办法？
在伽利略生活的17世纪，荷兰人正发了疯地磨镜片，而且磨得很好。放大镜、显微镜，绝对是欧洲第一。当然也包括望远镜。
惠更斯就出生在荷兰一个富裕家庭。当时最有名的画家、哲学家都来惠更斯家做客。
不过小惠更斯不爱画画，高谈阔论也让他无聊，却喜欢研究与光有关的一切东西。
他也爱打磨镜片，并在哥哥的帮助下，制作了望远镜。
惠更斯的望远镜看得更清楚。他1655年仰望土星时，看到的却与伽利略截然不同。
土星只是一个单独的球体，跟太阳、地球、月亮是一样的。
但它的确长着“耳朵”。那就是把土星围在中间、异常宽阔的光环。
为什么“大耳朵”会不见呢？因为光环随着土星绕太阳公转，倾斜的角度改变，光
环侧面正对地球时，就像一张纸薄薄的边缘，我们就看不到它了。
人们很兴奋。神话里的天使都头顶光环，但没人见过。现在只要找荷兰人借望远镜，就能亲眼见到戴着光环的土星。
惠更斯还认为，土星环是固体的一整圈。用今天的话说，就像土星在肚子上转着一个大呼啦圈。但他只说对了一半。
小碎块组成大光环
看土星环的人越来越多。很快就有人发现，土星环里有一个巨大的黑缝。这至少说明，土星有两个光环。土星得同时转两个呼啦圈。
与此同时，万有引力定律正大放光彩。哈雷彗星哪年回归，地球有多重，它都能解答。所以也被用来计算土星环的性质。结果算出问题了。那么大的固体光环，绝对会被土星自身的引力撕碎，然后像流星雨一样坠向土星。
但之后的200多年里，土星环一直没啥变化。地球上却闹得天翻地覆。法国人推翻了自己的国王，又让拿破仑当了皇帝。英国人穿上了机器织出来的衣服，喝印度种的茶叶。
在此期间，科学大踏步前进，土星环不会坠毁的真相也浮出水面。1859年，科学家麦克斯韦正在英国教书。他的研究领域是电和磁，闲时也爱仰望土星环。虽然看不到土星环的细节，但麦克斯韦认为，土星环本身就是由成千上万个小碎块组成的，很像无数个小卫星在绕着土星打转。小碎块的旋转速度很快，不会坠向土星。你可以亲自做实验体会这一点。找一根穿着钥匙的细线，用手捏着线头抡圈。抡圈越快，线另一头的钥匙就越不容易落下砸到手。
飞向土星环
小碎片东拼西凑出了土星环？后来的地面观测已经证明麦克斯韦是对的了。但最有力的证据，不在地球上。
1979年，伽利略第一次仰望土星369年后。名叫先驅者11号的探测器，飞临土星，带去了人类的第一声问候。
近在咫尺的土星环，比在地球上看到的更明亮。后来发现，木星、天王星和海王星都有光环。可只有土星环明亮显眼。
首先，土星环本身不发光，只是反射太阳光。即便土星环是钻石做的，没有阳光的照耀，也看不到璀璨的光芒。
其次，土星环是个垃圾场，里面全是大大小小的冰块。许多科学家认为，一颗环绕土星的冰冻卫星与其他天体相撞后，整个散了架。留下的垃圾冰块，就绕着土星旋转，成了土星环。这些冰块强烈反射阳光，所以土星环这么亮。这证明100多年前麦克斯韦的小碎块理论是正确的。
土星环还有“虚胖”的毛病。光环虽然很大，宽度超过28万千米，能并排放下22个地球。平均厚度却不到1千米。把光环里所有冰块压成一个冰球，还不到地球的二十万分之一重。
但这些都丝毫不能撼动土星环“太阳系第一光环”的地位。
第一，它精妙。土星环是大环套小环、10000多个环套一块组成的。第二，它稳定。光环里的冰块，小到尘埃，大到直径超过10米的冰山。土星和其他卫星的引力，小心翼翼地维护着这些冰块的秩序，它们才各自老实地待在属于自己的小光环里，不会超速、变道。
2004年，专程拜访土星的卡西尼号探测器到达土星，目前仍在土星环内飞行，继续着从伽利略开始的实验。
月亮是个小岩石球。每当满月，天上就有一个满脸坑洞的超大月饼。
金星和火星是地球的近邻。在望远镜里，它们也是大圆球，孤零零在黑暗的太空里穿行。
好点的望远镜，能看得更远。161 0年，伽利略就用自制的望远镜看到了土
星，这颗距离太阳第六远的行星。可土星的模样却让他很震惊。
土星怎么长这样？
在揭秘土星的怪模样之前，得先说明白伽利略是谁。
那个时候，明朝皇帝住紫禁城，法国国王顶着假发套逛花园。意大利的伽利略则在家钻研科学。
1000多年来，人们都坚信，重的物体比轻的下落要快。伽利略自己做实验，证明了那是谣言。因为不同重量的物体，在下落时速度是一样的。
可土星的模样，比流传了1000多年的谣言还要离谱。望远镜里，土星不是孤单一个球体，而是一大、二小，三个球体粘在一块，就像长了两只巨大的耳朵。
伽利略百思不得其解。两年后，他皱着眉头，心怀疑虑，再次瞄准土星：土星就剩一个球，两只大耳朵不见了。
这下伽利略连小时候听过的神话故事都想到了。故事说的是古希腊的神仙。在宙斯成为主神前，他的父亲克洛诺斯才是神界的领袖。可是克洛诺斯生性多疑，非常害怕自己的神位被子女推翻。他的妻子每生下一个孩子，他就吞进肚里—难不成土星把自己的耳朵“吃”了？
只说对了一半
爱做实验的伽利略，恨不得亲自插上翅膀，飞到土星一探究竟。这可得再等300多年。那时还有什么实际点的办法？
在伽利略生活的17世纪，荷兰人正发了疯地磨镜片，而且磨得很好。放大镜、显微镜，绝对是欧洲第一。当然也包括望远镜。
惠更斯就出生在荷兰一个富裕家庭。当时最有名的画家、哲学家都来惠更斯家做客。
不过小惠更斯不爱画画，高谈阔论也让他无聊，却喜欢研究与光有关的一切东西。
他也爱打磨镜片，并在哥哥的帮助下，制作了望远镜。
惠更斯的望远镜看得更清楚。他1655年仰望土星时，看到的却与伽利略截然不同。
土星只是一个单独的球体，跟太阳、地球、月亮是一样的。
但它的确长着“耳朵”。那就是把土星围在中间、异常宽阔的光环。
为什么“大耳朵”会不见呢？因为光环随着土星绕太阳公转，倾斜的角度改变，光
环侧面正对地球时，就像一张纸薄薄的边缘，我们就看不到它了。
人们很兴奋。神话里的天使都头顶光环，但没人见过。现在只要找荷兰人借望远镜，就能亲眼见到戴着光环的土星。
惠更斯还认为，土星环是固体的一整圈。用今天的话说，就像土星在肚子上转着一个大呼啦圈。但他只说对了一半。
小碎块组成大光环
看土星环的人越来越多。很快就有人发现，土星环里有一个巨大的黑缝。这至少说明，土星有两个光环。土星得同时转两个呼啦圈。
与此同时，万有引力定律正大放光彩。哈雷彗星哪年回归，地球有多重，它都能解答。所以也被用来计算土星环的性质。结果算出问题了。那么大的固体光环，绝对会被土星自身的引力撕碎，然后像流星雨一样坠向土星。
但之后的200多年里，土星环一直没啥变化。地球上却闹得天翻地覆。法国人推翻了自己的国王，又让拿破仑当了皇帝。英国人穿上了机器织出来的衣服，喝印度种的茶叶。
在此期间，科学大踏步前进，土星环不会坠毁的真相也浮出水面。1859年，科学家麦克斯韦正在英国教书。他的研究领域是电和磁，闲时也爱仰望土星环。虽然看不到土星环的细节，但麦克斯韦认为，土星环本身就是由成千上万个小碎块组成的，很像无数个小卫星在绕着土星打转。小碎块的旋转速度很快，不会坠向土星。你可以亲自做实验体会这一点。找一根穿着钥匙的细线，用手捏着线头抡圈。抡圈越快，线另一头的钥匙就越不容易落下砸到手。
飞向土星环
小碎片东拼西凑出了土星环？后来的地面观测已经证明麦克斯韦是对的了。但最有力的证据，不在地球上。
1979年，伽利略第一次仰望土星369年后。名叫先驅者11号的探测器，飞临土星，带去了人类的第一声问候。
近在咫尺的土星环，比在地球上看到的更明亮。后来发现，木星、天王星和海王星都有光环。可只有土星环明亮显眼。
首先，土星环本身不发光，只是反射太阳光。即便土星环是钻石做的，没有阳光的照耀，也看不到璀璨的光芒。
其次，土星环是个垃圾场，里面全是大大小小的冰块。许多科学家认为，一颗环绕土星的冰冻卫星与其他天体相撞后，整个散了架。留下的垃圾冰块，就绕着土星旋转，成了土星环。这些冰块强烈反射阳光，所以土星环这么亮。这证明100多年前麦克斯韦的小碎块理论是正确的。
土星环还有“虚胖”的毛病。光环虽然很大，宽度超过28万千米，能并排放下22个地球。平均厚度却不到1千米。把光环里所有冰块压成一个冰球，还不到地球的二十万分之一重。
但这些都丝毫不能撼动土星环“太阳系第一光环”的地位。
第一，它精妙。土星环是大环套小环、10000多个环套一块组成的。第二，它稳定。光环里的冰块，小到尘埃，大到直径超过10米的冰山。土星和其他卫星的引力，小心翼翼地维护着这些冰块的秩序，它们才各自老实地待在属于自己的小光环里，不会超速、变道。
2004年，专程拜访土星的卡西尼号探测器到达土星，目前仍在土星环内飞行，继续着从伽利略开始的实验。