木星在中国古代被称为

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木星是太阳系行星中的巨无霸,其直径是地球直径的 11 倍。换句话说,如果把木星当成一个容器,里面能装下 1300 多个地球。此外,木星的质量是太阳系其他行星质量总和的 2.5 倍,其中包含着 75% 的氢、24% 的氦和 1% 的其他元素。

木星在中国古代被称为

木星

木星是天空中第四明亮的天体,仅仅逊于太阳、月球和金星。木星是一个气态行星,没有固体的表面。它大概花 12 年能绕太阳转上一周。因此中国古代把木星称为“岁星”,并以此为基础创造了十二生肖的概念。而木星上有一个最壮丽的景观,那就是整个太阳系中最大的风暴:大红斑

木星在中国古代被称为

大红斑

最早发现大红斑的人,是英国著名物理学家罗伯特·胡克

1635 年,胡克出生在英格兰的怀特岛。很像牛顿,他也有一个充满苦难的童年。由于身材矮小,以及先天性驼背,胡克在小学没少受坏孩子的霸凌。13 岁那年,他爸爸去世了。为了维持生计,胡克只好背井离乡,跑到伦敦去当学徒。

幸好,他天资聪颖,成功考入了威斯敏斯特中学。这也成为他命运的转折点。

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罗伯特·胡克

18 岁那年,胡克考入了牛津大学基督教堂学院。20 岁的时候,他成为英国化学家罗伯特·波义耳的助手。25 岁那年,他就发现了“胡克定律”。

28 岁那年,他又发明了一种高分辨率的显微镜,从而第一个看到了植物细胞的细胞壁,进而率先提出了“细胞”的概念。由于这些贡献,胡克在不到 30 岁的时候就被选为了英国皇家学会的院士,并被人们誉为“伦敦的达芬奇”。

成名后的胡克也逐渐变得傲慢起来,开始时不时地打压新人。1672 年,他盯上了一个声名鹊起的新人。此人比胡克小 7 岁,因为发明了一种新型望远镜,而在不到 30 岁的时候当选为英国皇家学会的院士。应皇家学会的邀请,新院士到了伦敦,做了一场关于光学的演讲。演讲结束后,胡克竟然跳出来砸场子,把新院士的理论批驳地一文不值。

事后证明,这是胡克一生中所犯过的最大的错误。因为他得罪的这个新院士,就是大名鼎鼎的牛顿。两个从小受尽苦难折磨的天才,就这样开始了一场延绵数十年的命中注定的战争。

冲突过后,牛顿回到了剑桥大学,开始过与世隔绝的生活。但是两人的孽缘并没有结束。1679 年,胡克给牛顿写了封信,说他刚当上皇家学会的秘书长,想要和牛顿探讨一下学术问题。随后,两人你来我往地写了很多信。在此期间,胡克告诉牛顿,他认为任意两个物体之间都存在引力,且这种引力与物体间的距离平方成反比。这就是我们以前讲过的平方反比律。但问题是,胡克仅仅提出了这么一个猜想,却完全无法证明它的正确。因为要想证明它,就必须用到由牛顿发明、其他人都不会的微积分。

前面讲过,牛顿于 1687 年出版了人类科学史上最伟大的著作《自然哲学的数学原理》(简称《原理》)。在这本书中,牛顿用他发明的微积分,证明了从引力的平方反比律出发可以推导出开普勒三定律。这本书的出版,让牛顿直接登上了科学的神坛。

就在这时,胡克出了一个大昏招:他给牛顿写信,要求牛顿修订《原理》,承认自己才是平方反比律的发现者。这个要求彻底激怒了如日中天的牛顿。他给胡克回信,说这个定律早就有人提出了(例如前面介绍过的布利奥和博雷利),跟胡克没有任何关系。为了嘲讽胡克,牛顿还在信中写了一句特别恶毒的话:“如果我能看得更远一点的话,是因为我站在巨人的肩膀上。”其中的潜台词是,“我的所有成就,都与你这个驼背的矮子无关!”

搞笑的是,这句明明是用来骂人的话,后来竟然变成了用来展现牛顿谦虚品质的名言。

《原理》出版以后,两人之间的战争就逐渐失去了悬念。随着牛顿的步步高升,胡克在皇家学会的地位也渐渐被边缘化。1703 年,胡克逝世。随后,牛顿当上了英国皇家学会的会长。他对当年打压过自己的胡克进行了残酷的报复,关闭了胡克的实验室,烧毁了胡克的画像,还抹掉了胡克在皇家学会的一切痕迹。但时间最终还是为胡克平了反。现在人们普遍承认,胡克也是 17 世纪的科学巨匠之一。

言归正传。1664 年,胡克看到木星上有一个非常巨大的斑点。时至今日,这个斑点依然没有消失。换句话说,它已经至少存在了 350 多年。这个斑点,就是著名的大红斑。

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大红斑

事实上,大红斑的颜色并非固定不变。它有时会变成深红色,有时会变成浅红色,有时还会变成白色。那人们为什么要称这个会变色的斑点为大红斑呢?其实是由于一个画展。

1711 年,意大利画家多纳托·克雷蒂在梵蒂冈办了一个画展,其主题是太阳系的各个天体。在画木星的时候,克雷蒂把这个大斑点涂成了红色。这幅画在画展上受到了一致的好评。从那以后,人们就把这个斑点称为大红斑。

大红斑到底是什么呢?你可以把它理解成一个在木星上肆虐的超级风暴。当然,它的规模已经远远超越地球人对风暴的认知。地球上最大的风暴,最多能装下 1 个日本;而大红斑块头最大的时候,能装下整整 3 个地球。此外,大红斑的最高风速能达到 180 米每秒。你不妨想象一下。一个块头比地球还大的风暴,以180 米每秒的风速,肆虐了至少 350 多年,这是一件多么恐怖的事情!

大红斑还有一个特殊之处。众所周知,地球上的风暴可以在地球表面自由移动。但大红斑不同。它被锁死在南纬 23°的附近,只能沿东西方向、而不能沿南北方向移动。这是因为大红斑被夹在了两股沿东西方向运动的强大气流之间。为了便于理解,你可以把大红斑想象成一个夹在两条传送带之间的皮球,只能沿传送带的方向滚动。

直到今天,大红斑对人类而言依然是迷雾重重。比如说,现在还没人知道它到底是如何诞生,没人知道它究竟有多古老,也没人知道它为何能持续如此之长的时间。

不过最近几十年的天文观测揭示了一件非常有趣的事情:大红斑正在越变越小。块头最大的时候,它的长度能达到地球直径的 3 倍;而现在,它的长度只有地球直径的 1.3 倍。与此同时,木星上正在崛起一股新生的力量,这就是所谓的小红斑。

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小红斑

在 2000 年 3 月,3 个椭圆形小风暴合并在一起,从而形成了一个新的巨型风暴,也就是小红斑。此后的十多年间,小红斑变得越来越大,目前其长度已经达到了地球直径。照这个势头发展下去,或许在不远的将来,已经肆虐了至少350 多年的大红斑,就将拱手让出太阳系最大风暴的宝座。

说几句题外话。2011 年 8 月 5 日,NASA 发射了朱诺号卫星探测器。在飞行了 4 年 11 个月以后,它于 2016 年 7 月 5 日顺利进入了绕木星飞行的轨道,开始对木星进行科学研究。

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米诺号卫星探测器

2018 年 3 月 8 日,朱诺号项目组在著名学术期刊《自然》上发表了一篇论文,描绘了一个在整个太阳系都堪称绝无仅有的奇观:在木星北极,一个极地气旋周围还环绕着 8 个气旋;而在木星南极,一个极地气旋周围还环绕着 5 个气旋。

为什么木星的两极地区会出现如此奇怪的景观?目前人们还找不到任何头绪。这说明,木星的大气系统远比人们原来的预想要复杂。

做个总结。1664 年,胡克看到木星上有一个非常巨大的斑点。在 1711 年的一个画展上,意大利画家克雷蒂把它画成了红色;从那以后,人们就把它称为大红斑。大红斑是一个超级风暴,以180 米每秒的风速在木星上肆虐了至少 350 多年。此外,它就像一个夹在两条传送带之间的皮球,一直被固定在了木星南纬 23°的附近,只能沿东西方向、而不能沿南北方向移动。最近几十年的天文观测显示,大红斑正在越变越小。它的长度已经由块头最大时地球直径的 3 倍,下降到了现在地球直径的 1.3 倍。

照这个势头发展下去,或许在不远的将来,大红斑就将拱手让出太阳系最大风暴的宝座。

作者:王爽

图源:网络

版权归原作者所有

编辑:张润昕

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