早在1772年,德国天文学家彼得在他编写的《星空研究指南》一书中,总结并发表了6年前由一位德国物理学教授提丢斯提出的一条关于行星距离的定则。
定则的主要内容是这样的:
取得0,3,6,12,24,48,96……这么一个数列,每个数字加上4再用10来除,就得出了各行星到太阳实际距离的近似值。
如:水星到太阳的平均距离为(0+4)/10=04(天文单位);金星到太阳的平均距离为(3+4)/10=07(天文单位);地球到太阳的平均距离为(6+4)/10=10(天文单位);火星到太阳的平均距离为(12+4)/10=16(天文单位);照此下去,下一个行星的距离应该是:(24+4)/10=28(天文单位)。
可是这个距离处没有行星,也没有任何别的天体。彼得相信,“造物主”不会有意在这个地方留下一片空白;提丢斯认为,也许是火星的一颗还没有发现的卫星在这个位置上。但不管怎么说,提丢斯-彼得定则在“28”处出现了间断。
木星到太阳的平均距离为52(天文单位);土星到太阳的平均距离为10(天文单位)。
定则给出的数据与实际情况比较起来,是否相符合呢?请看:
行星定则算出的各行星到太阳的距离:水星到太阳的平均距离为040387(天文单位);金星到太阳的平均距离为070723(天文单位);地球到太阳的平均距离为101000(天文单位);火星到太阳的平均距离为161524(天文单位);木星到太阳的平均距离为525203(天文单位);土星到太阳的平均距离为1009554(天文单位)。
你看,提丢斯-彼得定则算出来的那些数值与行星定则给出的答案多么相近似啊!
于是大家开始相信,“28”那个地方应该有颗大行星来补上。彼得为此向其他天文学家呼吁,希望共同组织起来寻找这颗“丢失”了的行星。
马上天文学家便立刻响应号召开始了搜索。好几年过去了,毫无结果。正当大家有点儿灰心准备放弃这种漫无边际的搜寻工作时,1781年,英国天文学家赫歇耳于无意中发现了太阳系的第七大行星——天王星。使人惊讶的是,天王星与太阳的平均距离为192天文单位,若用提丢斯-彼得定则一算,得出的结果是:(192+4)/10=196(天文单位)。
这个定则数值与实际距离符合得好极了。
这一下子,几乎是所有的人对它都笃信无疑,而且完全相信:在“28”缺的位置上,一定存在一颗大行星。只是因为方法不得当,所以才一直没有找到它。
可是,很快10多年又过去了,还是杳无音信。
直到1801年初,一个惊人的消息才从意大利西西里岛传出。那里的一处偏僻天文台的台长皮亚齐在一次观测时,发现了一颗新天体。经过计算,它的距离是277天文单位,与“28”极为近似。
新天体被认为就是那颗好多人在拼命寻找而一直没找到的天体,并被命名为“谷神星”。
接着,谷神星的直径被测定了出来,是700多公里(后经重新测定为1020公里),这可把大家弄糊涂了,怎么不是大个子行星,而是小个子行星呢?但令人震惊的事情还在后头呢。第二年,即1802年3月,德国医生奥伯斯又在火星与木星轨道之间发现了一颗行星——智神星。除了略小之外,智神星在好些方面与谷神星相差不多,距离则基本一致,接着人们又发现了第三颗——婚神星和第四颗——灶神星。到最后,前前后后发现并已登记在案的小行星总数竟已达4000多颗(据估计总数最后会达到150万颗),它们都集中在火星与木星之间的一个特定区域里,所谓的“小行星带”,该带的中心位置正好符合提丢斯-彼得定则给出的数据。
为什么大行星变成了150万颗小行星?当时便有人猜测:是不是因某种人们暂时无法知晓的原因,存在的大行星爆炸了?
后来,1846年和1930年,海王星和冥王星先后被发现,这两次发现对提丢斯-彼得定则来说,都是挫折。请比较它们的定则数值与实际距离。
海王星到太阳的平均距离为(384+4)/10=302(天文单位);
冥王星到太阳的平均距离为(768+4)/10=396(天文单位)。
那么,提丢斯-彼得定则到底还有什么意义呢?
这个问题引起了众多科学家旷日持久的争论。同时对于行星大爆炸的机制是什么,究竟是一种什么能量竟能使一颗大行星产生四分五裂的大爆炸,定则也完全无法说清。
最终,“提丢斯-彼得”定则连同“28”处行星大爆炸之谜,也一起成为了近两百年来人们孜孜以求的世纪之谜。