卡西尼的望远镜是APO?
在科学史上,能连续四代人成为出类拔萃、为科学作出巨大贡献的家庭实为罕见。法国的卡西尼家族就是佼佼者之一。
第一代吉恩·多米尼科·卡西尼是当时观测水平最高的天文学家。他于1625年6月诞生在意大利的因佩里亚,早年在热那亚上学,因天资过人,在19岁时就进入到潘茨格天文台工作,不到6年,就已崭露头角,成了波洛尼亚大学天文学教授。经过长期的观测积累,他在1662年编制了精度很高的“太阳表”,让人刮目相看;接着他又证明了大气折射的变化与正弦曲线相符合。
每当得到一架新的长焦距高倍率的望远镜,他总会从中得到新的发现。1644年他发现了木星表面上的大红斑以及那奇特的“带纹”,详细地描述了带纹的形状,还指出这是木星的一种大气现象;同年7月,他观测到了“木卫凌木”的天象,由此编出了世界上第一本“木卫星历表”,这为后来人们测定出光速奠定了基础;1672年他发表的木星图上第一次标出了“大红斑”。接着,他又从观测中发现并证实,土星与木星的形状都是椭球体,进一步破除了流行已千年之久的“天体都是完美无缺的球”的陈腐观念,也使得开普勒的椭圆轨道理论变得更为可信起来。1666年,他又测定了火星的自转周期为24小时40分,木星的自转周期为9小时56分,这与现代值相差只不过是2分半与6分钟而已。
卡西尼的显赫成就引人瞩目,1669年法国国王路易十四慕名把44岁的他请到巴黎,让他进入法国皇家科学院,1671年巴黎天文台落成,他理所当然地成了台长,1673年,受到厚待的他终于正式加入了法国籍,成了法国天文学家。
在巴黎天文台他用长41.5米的望远镜发现了除“泰坦”(土卫六)外的4颗新的土星卫星:土卫八(1671年10月)、土卫五(1672年12月)、土卫四与土卫三(1684年3月);1675年他发现了土星光环中有一缝隙(现称卡西尼环缝),由此他天才地猜想,土星的光环应由无数小颗粒组成。1679年他画出了一份巨大的月面图,其详尽性与准确性在一个多世纪内无与匹敌。
最值得称道的是,他用火星1672年“大冲”的良机,从火星的视差中测出了太阳的视差为9.5″,并由此算出“天文单位”(日地平均距离)为13800千米,尽管此值有8.6%的误差,但比原先人们头脑中的值大了几乎20倍,所以天文学家激动不已,但更高兴万分的是法国的国王与大臣,因为他们以为,卡西尼使法兰西王国得到了大片大片的“天空疆域”。
1712年,87岁的吉恩·多米尼科·卡西尼去世后,由他的儿子35岁的雅克·卡西尼接任,雅克也不负众望,发现了牧夫α的自行,重编了木卫星历表,完成了地球子午线的测量,证实了父亲关于地球形状的观点……雅克的次子塞萨·佛朗索尼·卡西尼及塞萨的独子雅克·多米尼科·卡西尼虽然成就不及他们的前辈,但仍有效地领导着巴黎天文台,二人主要的贡献在于大地测量学与地图学,塞萨于1755年出版了《地球的几何学描述》,1784年刚庆祝完70岁大寿不久便溘然逝世,36岁的雅克·多米尼科·卡西尼在测量与绘制高精度法国地形图的巨大工程中发挥了重要的作用。
有意思的是,第一代吉恩·多米尼科·卡西尼在观测上无与伦比,但在理认上却是出奇的保守,他是世上最后一位不相信哥白尼日心说的大天文学家,尽管他证明了木星与土星呈椭球体,却始终不相信开普勒的椭圆轨道理论,认为行星是沿“卡西尼卵形线”做轨道运动的。他甚至还反对牛顿的万有引力理论,坚持认为地球应像甜瓜,在两极处鼓起……直到1844年(他去世132年后)实测证明地球形似橘子时,著名作家伏尔泰还幽了一默:“巴黎人以为地球像甜瓜,可是在伦敦,甜瓜的两头被英国人削平了。” |
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