16世紀初,伽利略發現了木星最大的四顆衛星,也就是今天的“伽利略衛星”。 多年來,伽利略一直在研究木星衛星的運動,發現當四顆衛星繞木星旋轉時,經常會定期發生衛星食。 有時衛星會從木星前面經過,有時會在木星后面運行。 于是伽利略發明了什么,伽利略想:這不能當天文鐘用嗎?
這樣,你只需要找到一個標準區域,并計算出在那里觀測到的未來每次木星食的時間。 那么航行中的船員只需要在自己的地方看看同一衛星食發生在什么時間,并計算出時差即可。 計算經度。 奇妙!
然而,這種方法有兩個主要困難:
首先,木星太小,我們無法看清楚。
當伽利略用望遠鏡觀察木星的衛星時,他非常興奮地跑到羅馬告訴大家:“看,我發現了一個衛星群?!?然而,很多人即便是親眼所見,也不相信。 當然,也有教會對伽利略新思想的打壓伽利略發明了什么,但很大一部分原因是伽利略的望遠鏡成像很差。 與我們現在在科普書上看到的華麗插圖不同,衛星群只是內部的一個昏暗的光點,而他用的是折射望遠鏡。 由于不同顏色的光的折射率不同,有時會在鏡片邊緣出現光圈。 總之,這東西看起來很不靠譜。 牛頓花了半個多世紀的時間才發明了反射望遠鏡,使情況變得更好。
能看到以下效果的望遠鏡才算是好的:
其次,木星距離我們太遠,無法準確定位。
木星的衛星必須被放大到很大程度才能出現在望遠鏡中,需要嚴格對準鏡筒。 然而,在水手的航行過程中,船不斷顛簸,只要稍有偏差,就無法與木星對齊。 想要完成正常的觀測基本上是不可能的。
這個招數在船上肯定行不通。 那么在不凹凸不平的土地上,專業的天文學家可以測量當地的經度嗎?
答案是:在陸地上會好很多,但是還有一個大問題:木星衛星食的時間表很難計算。
伽利略基本上依靠經驗來計算木星衛星的軌道。 當時,開普勒行星三定律剛剛推出,尚未出生的牛頓還沒有發現萬有引力定律,也沒有和萊布尼茨發明計算天體軌道最基本的工具。 結石。 因此,計算未來衛星運行位置,我們基本上依靠監測。
看過《三體》的同學都知道,三體問題是混沌無解的,只能通過微積分來接近。 伽利略面臨的衛星食問題是包括太陽、木星和四顆主要衛星在內的六體問題。 太難計算了。 后來正是拉格朗日對木星衛星群的六體問題給出了很好的解決方案。 他憑借這篇論文獲得了法國科學院論文獎。
由于無法看清、準確、準確,伽利略的木星天鐘方法最終失敗了。
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