提丢斯波得定则.doc

【提丢斯-波得定则 介绍】提丢斯-波得定则（Titius-Bode law），简称“波得定律”，是关于太阳系中行星轨道的一个简单的几何学规则。 它是在1766年德国的一位中学教师戴维提丢斯（Johann Daniel Titius，17291796）发现的。后来被柏林天文台的台长波得（Johann Elert Bode）归纳成了一个经验公式来表示。 【汉语拼音】tidiusi-bode dingze【中文词条】提丢斯波得定则【外文词条】Titius-Bode law行星同太阳平均距离的经验定律。1766年德国人提丢斯提出取一数列036 12244896192然后将每个数加上4再除以10就可以近似地得到以天文单位表示的各个行星同太阳的平均距离。1772年德国天文学家波得进一步研究了这个问题发表了这个定则因而得名为提丢斯-波得定则有时简称提丢斯定则或波得定则。这个定则可以表述为从离太阳由近到远计算对应于第n 个行星(对水星而言n 不是取为1而是-)其同太阳的距离a =0.4+0.32n-2)(天文单位)按此式得出的计算值与观测值的比较见下表提丢斯-波得定则也可以写成另一种形式 式中为一常数约等于1.73。提丢斯-波得定则提出后有两项发现给了它有力的支持。第一1781年F.W.赫歇耳发现了天王星它差不多恰好处在定则所预言的轨道上。第二提丢斯在当时就预料在火星和木星之间距太阳2.8天文单位处应该有一个天体。1801年意大利天文学家皮亚齐果然在这个距离上发现了谷神星此后天文学家们又在这个距离附近发现许多小行星。但该定则也有一些不足之处如对海王星和冥王星的计算值与观测值不符而且对水星n 不取为1而取为-也难理解。此外有的卫星同它所属的行星的平均距离也有与提丢斯-波得定则相类似的规律性。关于提丢斯-波得定则的起因虽有人提出一些解释但尚无定论。1766年由德国的J.D.提丢斯首先提出经验关系 ，1772年德国的J.E.波得公开发表所总结的公式：an0.40.32n-2，式中an是以天文单位表示的第n颗行星离太阳的平均距离，n是离太阳由近及远的次序（但水星n为例外）。1781年发现的天王星正符合n8的位置上 ，因而促使人们去寻找n5的天体，1801年果然发现了小行星（与a52.8相符）。但波得的公式物理意义不明，而1846年发现的海王星、1930年发现的冥王星与该式的偏离很大，故许多人至今持否定态度，认为充其量不过是帮助记忆的经验式。随着研究的深入，已提出了许多种行星距离公式，更常用的形式为an+1an（为与行星质量有关的常数）。而且在一些卫星系统中，规则卫星也同样存在着类似关系。该定则的物理意义还有待进一步的探讨。编辑本段【提丢斯-波得定则 公式】这个公式可以表述为： a = fracn+4其中 n = 0, 3, 6, 12, 24, 48.(后一个数字为前一个数字的2倍) 现代的公式把a作为行星到太阳的平均距离（天文单位）： a = 0.4 + 0.3times k其中k=0,1,2,4,8,16,32,64,128 (0以后数字为2的2次方)这个公式可以表述为：在0.4上各加以0.0，0.3，0.6，1.2等数，便得各行星和太阳之间的平均距离，单位是天文单位。许多小行星就是根据这个定律去寻找而发现的。但海王星和冥王星的距离和按这一定律推得的数值相差很大。其具体数据如下：行星 公式推得 值实测值水星 0.4 0.39 金星 0.7 0.72地球 1.0 1.00火星 1.6 1.52小行星带 2.8 2.9木星 5.2 5.20土星 10.0 9.54天王星 19.6 19.18海王星 38.8 30.06冥王星 77.2 39.44编辑本段【神奇的“提丢斯-波德”定则】1772年，德国天文学家波德在他的著作星空研究指南中总结并发表了由提丢斯 （德国物理学家） 六年前提出的一条关于太阳系行星距离的定则。其内容是，取0、3、6、12、24、48.这样一组数，每个数字加上4再除以10，就是各个行星到太阳距离的近似值。在那时已为人所知的4行星用定则来计算会得到惊人的发现：水星到太阳的距离为（0+4） /10=0.4天文单位金星到太阳的距离为（3+4） /10=0.7天文单位地球到太阳的距离为（6+4） /10=1.0天文单位火星到太阳的距离为（12+4）/10=1.6天文单位照此下去，下一个行星的距离应该是：（24+4）/10=2.8 可是当时在那个位置上没有发现任何天体，波德不相信在此位置上会有空白存在，而提丢斯也认为也许是一颗未被发现的火星卫星，但不管怎样，定则在2.8处出现了中断。当时认知最远的两颗行星是木星和土星，用定则来推算其结果是：木星到太阳的距离为（48+4）/10=5.2天文单位土星到太阳的距离为（96+4）/10=10 天文单位推算结果到底怎样呢？由下表来说明：行星 定则推算数据 实际距离水星 0.4 0.378金星 0.7 0.723地球 1.0 1.000火星 1.6 1.524？ 2.8 木星 5.2 5.203土星 10 9.554大家看，这是多么的吻合呀！于是大家开始相信，在2.8处却应有一颗大行星存在，只是大家没有用正确的方法寻找罢了。波德也因此向其他的天文学家们呼吁，希望大家一起来寻找这颗丢失的行星。当然，大家的热情也很高，立刻响应号召开始了大搜索，但好几年过去了，甚麽也没发现。但正当人们有些灰心准备放弃搜索时，1781 年，英国天文学赫歇耳宣布，他在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是19.2天文单位，用定则推算：（192+4）/10=19.6，符合得真是好极了！就这样，大家的积极性再次被调动起来，所有人都对定则完全相信了。大家一致认为，在2.8处，的确还存在一颗大行星，正在等待着大家的发现。很快，十多年时间过去了，大行星还是没有露面。直到1801年，从位于意大利西西里岛的一处偏僻的天文台传出消息，此台台长在进行常规观测时，发现了一颗新天体，经过计算，它的距离是2.77天文单位，与2.8极为近似。它被命名为谷神星。可是它的个子太小了，只有1020公里。陆续地，在火星和木星轨道之间又发现了其他的行星，但个子也都不大。后来人们知道，这就是所谓的小行星带（银河）。为甚麽大行星变成了150多万颗小行星了呢？人们也是众说纷纭，其中一种说法是：可能是因某种人们还不知道的原因，原本存在的大行星爆炸了。后来，在1846年和1930年，海王星和冥王星也相继被发现，但这两次发现，对提丢斯-波德定则来说却是挫折：行星 定则推算数据 实际距离海王星 38.8 30.2冥王星 77.2 39.6提丢斯-波德定则到底有何意义呢？随着时间的流逝，人们已渐渐淡忘了它，但不管怎样，提丢斯-波德定则连同2.8处行星大爆炸的理论都成为了人们孜孜以求的世纪之谜.编辑本段【“提丢斯波得”定则与玛雅星】在中美洲的尤卡坦半岛上曾栖息过的玛雅人，无疑是我们地球上最神秘莫测、最富有传奇色彩的民族之一。早在远古时代，玛雅人就在天文、建筑、医学、数学、历法等方面都取得过辉煌的成就。他们建筑了富丽堂皇的宫殿，修筑了台阶状金字塔式的纪念碑和寺院。此外，玛雅人还知道天王星、海王星，他们的玛雅历一直推算到4亿年之后，他们留下的天文历法可沿用6400 万年。在玛雅人留下的许多天体方面的史料中，最令人惊叹不已的莫过于他们推算出卓尔金年260天，金星年584天，算出地球是365.2420天(今天的准确计算是365.2422天）。现代的史学家、天文学家一般把玛雅人的卓尔金年当作他们的宗教祭祀年，1年一共有260天(有260个不同的名称和顺序），划分为13个月，每个月20天。他们的这种年历一般被认为是他们为定出举行宗教仪式的时间而制定的。同时玛雅人也用365天(地球的公转周期）计年，他们将这种有别于宗教年的历法通称为“民用年”，1年划分为18个月，1个月20天，外加5个无名日。但几乎是与这种传统说法同时的，有人却持另一种意见，他们坚持认为：既然玛雅人的地球年、金星年都是针对两个太阳系大行星而言的，那么卓尔金年一定也与某个大天体有着神秘的联系。可是，整个太阳系内并无公转周期为260天的大行星。于是便有人随之大胆地提出了一个近似于科幻小说的设想：玛雅人可能是外星人，他们曾居住的星球由于某种目前尚不可知的原因爆炸了，他们是母星大爆炸前移民到地球上来的。他们的260天计年法，则是他们穿越心灵，永远也无法湮灭的记忆。所以，玛雅历中规定每52年(2605 52，墨西哥的阿兹台克人便一直采用52年一个循环的计年法）要建造一定级数台阶的建筑物(如寺庙和金字塔），建筑物的每一块石头都与历法有关，每一座建筑物都严格地符合某种天文上的要求。而且，每5个52年，他们都会举行隆重的祭祀仪式。现代学者称之为“历的轮回”。无独有偶，关于太阳系内是否发生过行星爆炸一说，从另一学说方面，竟也殊途同归的得出一个共同的结论。那就是天文学上著名的“提丢斯波得”定则。早在1772年，德国天文学家波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(04） 1004(天文单位）金星到太阳的平均距离为(34）1007地球到太阳的平均距离为(64）1010火星到太阳的平均距离为(12 4）1016照此下去，下一个行星的距离应该是：(242）1028可是这个距离处没有行星，也没有任何别的天体。波得相信，“造物主” 不会有意在这个地方留下一片空白；提丢斯则认为，也许是火星的一颗还没有发现的卫星在这个位置上的。但不管怎么说，提丢斯波得定则在“28”处出现了间断。当时认识的两颗最远的行星是木星和土星，按照定则的思路，继续往外推算，情况是令人鼓舞的：木星到太阳的平均距离为(484）1052土星到太阳的平均距离为(964）1010定则给出的数据与实际情况比较起来，是否相符合呢？请看：行星定则给的数数到太阳的距离水星040 387金星070723地球101000火星161524？28木星525203土星1009554你看，定则算出来的那些数值与行星距离多么相近似啊！于是大家开始相信，“28”那个地方应该有颗大行星来补上。波得为此向其他天文学家们呼吁，希望共同组织起来寻找这颗“丢失”了的行星。一些热心的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。但正当大家有点灰心，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7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，若用提丢斯波得定则一算，得出的结果是：(1924）10196这个定则数值与实际距离竟然符合得好极了。这一下子，定则的地位陡然高涨，几乎是所有的人对它都笃信无疑，而且完全相信在“28”空缺位置上，一定存在一颗大行星，只是方法不得当，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常规观测时，发现了一颗新天体。经过计算，它的距离是2 77天文单位，与“28”极为近似。新天体被认为就是那颗好多人在拚命寻找而一直没有找到的天体，并被命名为“谷神星”。接着，谷神星的直径被测定了出来，是700多千米(后经重新测定为1020千米），这可把大家弄糊涂了，怎么能不是大个子行星，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2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，即所谓的“小行星带”，该带的中心位置正好符合提丢斯波得定则给出的数据。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使原本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波得定则来说，都是挫折。请比较它们的定则数值与实际距离：定则数值实际距离海王星(3844）10388 2冥王星(7684）10722 6那么，提丢斯波得定则到底有什么意义呢？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，“提丢斯波得”定则连同“28”处行星大爆炸之谜，也一起成为了一两百年来人们孜孜以求的世纪之谜。最近，中国青年陈清贫对这一世纪之谜提出了自己的假说。经过十几年的思索和模拟、演算，他得出了一个大胆的结论：这颗大行星就是玛雅人曾居住的“摇蓝”，它的消失是行星大碰撞的结果！大约 6500万年前，太阳系内存在着10大行星，它们分别是水星、金星、地球、火星、玛雅星、木星、土星、天王星、海王星和X行星。至于居于28个天文单位的玛雅星则正繁衍着一代高度的文明。当时玛雅星人已在火星、地球、金星上建立了自己的生态基地，已具备了星际移民的能力；同时，他们发明并利用了中微子通讯技术、反重力技术、无错位技术等等。那时，他们的生活和平安详，一切都有条不紊，按部就班，他们完全不知即将遭遇的灭顶之灾。6500万年前，一颗直径超过1万千米，质量超过50亿亿吨的大行星(或者就是太阳系第10大行星，或者是另一个懒情星系统里的行星，或者根本就是一颗流浪星）在某种能量的牵引和太阳引力的作用下，以每小时20万千米的高速冲进了我们的太阳系。它首先遭遇的是海王星。那时，海王星的8颗卫星正在近海点运行，而原冥王星及原冥卫一 “卡戎”却正一左一右在远海点运行。第一场遭遇战的结果是：大行星与海王星发生了猛烈的擦肩相撞，而且它一举击碎了海卫九和海卫十，扰动了海卫二(使海卫一轨道偏心率变为0，运行逆向；并使海卫二的轨道偏心率达到了075，远远超过了太阳系内的所有的卫星和行星），冲击导致海王星脱离了当时的轨道，使其带着8颗卫星和两颗卫星的残片(后形成海王星环）紧跟大行星向太阳系内部运行。至于原冥王星和原冥卫一“卡戎”却因正在远海点运行，又受大行星撞碎两颗海卫的冲击波和冲而碎片的影响，等它们分别返回近海点时，海王星已“离家出走”。这两个“难兄难弟”只得相互“依靠”起来(冥卫一的自转和绕冥王星运动的周期都是639日，而冥王星自己的自转周期也恰好是639日。这种妙不可言的周期关系，在太阳系里独此一家）。而“离家出走”的海王星本身，则大约在弧线飞行直线距离135亿千米后，完全摆脱掉了这颗大行星的冲击摄动力，从而停留在新的轨道上继续围绕太阳旋转(在如今的302个天文单位处）。那颗肇事大行星第二个遭遇的是天王星。它在低空横穿天王星轨道时，将天王星的一部分物质“拉”了出来，被“拉”出来的物质在脱离天王星本体一段时间之后，又因受天王星的引力作用而重新砸向了天王星，结果砸歪了天王星的自转轴。随后，大行星一举撞碎了一颗土卫，从而演变成了今天的土星环；又撞歪了土卫九，使其成为了土星庞大卫星系统中惟一的一颗逆行卫星。除此以外，大行星大概仍觉“意犹未尽”，它横冲直撞到了木星区域的最外层，结果把部分卫星撞得“晕头转向”，使木卫六、木卫七、木卫八、木卫九、木卫十、木卫十一、木卫十二、木卫十三脱离了原先行星赤道面内的轨道，同时使木卫八、木卫九、木卫十一、木卫十二运行逆向。至此，一路“冲冲撞撞” 而来的大行星已略微改变了一下航向。结果歪打正着，它把最后的撞击点毫无误差地直指繁衍着一代高度文明当时太阳系内的第5大行星玛雅星。可以想像，大祸临头之下，玛雅星人大概会采取如下的自救措施经反复核算无误后，整个玛雅星都紧急动员了起来，全球通力合作，倾一星之力聚集了几乎所有的热核武器对大行星进行了定向位移爆破，试图使大行星略微改变航向。只是大行星的个头太大，惯性冲击力又太强，整个计划基本以失败而告终。当无可奈何的玛雅星人最终感觉此路不通时，他们已消耗了大量宝贵的物力和能源。最后的星际移民，只有少数的玛雅星人得以先后移民到撞击面后方的火星、地球和金星的生态基础上。玛雅星人也真是祸不单行。数月数日后，在亿万玛雅星人惊恐的注视下，两星终于发生了灾难性相撞。大行星把玛雅星撞成了无数个碎片，自身也四分五裂，其中大的就形成了谷神星、智神星、婚神星、灶神星和义神星等著名的小行星；而部分小碎片则呈放射状地向撞击面后方