(本文已被刊登在2012年1月的《天文爱好者》上,于笔者而言这是一份很棒的新年礼物!)

在去年第七期《天爱》上,我们看到了N体问题所呈现出来的一些对称、漂亮的周期轨道,这体现了N体问题和谐有序的一面。但是这仅仅是N体问题的冰山一角,笔者也提到过N体问题的本质是混沌、无序的,通俗来讲就是非常乱,无法用数学方程来精确描述。这看起来是一种不完美。但试想,探索当初伽利略将望远镜对准月球后,看到的是如想象中光滑的月面,那么他还会惊叹宇宙的神奇吗?
本文就让我们来更深入地了解一下N体问题的研究历史。
观测&拟合时代
由于人类的自我优越感以及日月星辰东升西落的经验,让我们长期都认为地球是宇宙的中心。第一个比较系统提出地心说的人当属天文学家欧多克斯(Eudoxus,死于公元前347年左右),但他的地心说是非常粗糙的,以至于无法解释很多基本现象,如无法准确预言日食和解释行星逆行等。但亚里士多德接受了地心说,并且由于他在政治和科学上的权威,使地心说免去了夭折的命运。后来托勒密通过他的本轮,完善了地心说,使之延续到了16世纪。
昨晚上演了一场精彩的月全食。
在广东,晴天的代价果然是寒冷。我们这里从星期一开始就很闷热,天空很多云;前天开始转冷,我就想有好戏看了。果不其然,昨天晚上出现了难得的晴天,大家都看到了一场精彩的月全食——全班、甚至全校都出动了,晚自习都不上了!
我喜欢这样精彩的天象,我更喜欢这样的氛围:全场出动,围观盛会!在这过程中,拿着小双筒、小单筒,对着月光,对着星星,慢慢地看着月亮缺块、变暗,感觉多美,仿佛仙境。我们班的“兔子”都说要在全盛时刻“奔月找嫦娥”,哈哈。
虽然很冷,但是大家的热情很高(遗憾的是忘记拍几张照片了)。我们谈到了下一次的月食、日食,我们相约在高考前夕——5月21日和6月6日——共赏日环食和金星凌日。哇!太棒了!
^_^
谨此留念。
Astronomy Calendar of Celestial Events
2012年全年天象
点击打开:http://spaces.ac.cn/index.php/AC.html
翻译自NASA:http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SKYCAL/SKYCAL.html
(北京时间)
秋高气爽的九月,天象剧场也逐渐热闹起来。秋分前后的夜晚,是一年中偶发流星出现最为频繁的时段。尤其是到了后半夜,如果赶上晴天,每小时看到二三十颗偶发流星都不成问题。与此同时,秋夜星空也不乏看点,美丽的仙女座星系M31肉眼可见,三角座星系M33等深空天体也是天文爱好者热衷的观测目标。除此之外,天王星将于本月迎来冲日,观测条件较好。
9月12日,我们又会迎来今年最重要的节日之一——中秋节。届时,不论您是身在他乡为“异客”,或是在家陪伴着亲人,BoJone都愿与你一起“举头望明月”。在此提前预祝大家中秋快乐、美满、团圆!
夏秋之交的八月,天象剧场依然是精彩纷呈。其中最受关注的要属英仙座流星雨,这也是天文爱好者每年最热衷观测的项目。虽然几颗较亮的行星在本月观测条件都较为一般,但海王星将在8月23日冲日,有兴趣的朋友可以借助望远统来对它进行观测。而小有名气的45P/Honda-Mrkos-Pajdusakovva彗星也将在8月16日过近地点逐渐进入较佳的观测时段。
相信不少读者已经听过《春天里》这首歌,在今年的全国天文奥赛和这次天文夏令营中,这首歌也成了热门。不过热门的不是原版,而是经过改编后的奥赛版《春天里》。请看————
春天里
还记得许多年前的春天
那时我还没有天文奥赛
没有天文馆就没有她
没有24小时热水的家
可当初的我们那么快乐
虽然只有一架破望远镜
在固原在杭州在广州
唱着那无人问津的歌谣
我们考虑一个球状的星团,并假设它是各向同性的,即距离球心r处的物质密度ρ只与r有关,ρ=ρ(r)。那么,在半径为r的球形区域内的总质量为:
$M(r)=\int_0^r 4\pi x^2 \rho(x) dx$
想象有一颗质量比较小的恒星(其实相对于星团总质量,每一颗恒星的质量都很小)在星团的引力作用下运动(就好像太阳系绕着银河系运动一样),且恒星并没有受到其他物质(如星际尘埃等)的阻力。我们之前已经证明过,各向同性的球壳内部的引力是为0的,那么这种情况下的运动就相当于恒星只受到它到球心处的一个球形区域内的质量的引力吸引。根据万有引力定律,选择星团球心为参考系,可以得出
$\ddot{\vec{r}}=-GM(r)\frac{\vec{r}}{r^3}$






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