天文史上宏伟的预言，哈雷与它的彗星，本世纪将再看哈雷彗星

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哈雷彗星和爱德蒙·哈雷的宏伟预言

哈雷彗星，拍摄于1986年，图片来源于NASA

哈雷彗星是如何出名的

1656年11月8日，英国天文学家和数学家埃德蒙哈雷在伦敦附近出生。他是彗星轨道计算的先驱，至今仍是最著名的彗星之一，就是以他的名字命名的哈雷彗星。他也是艾萨克·牛顿的好友，为牛顿的万有引力理论的发展做出了贡献。这个理论帮助我们建立了现代科学，部分原因是它解释了为什么我们生活在一颗环绕太阳运行的行星上。

哈雷彗星上一次出现在地球上空是在1986年，当时一群国际航天器在太空中与它相遇。这颗著名的彗星将会经历76年的环绕太阳之旅后，于2061年再次回归。它之所以如此出名，部分原因是因为它是地球天空中一颗较为明亮的彗星。而且它的公转周期——76年——和人类的寿命相差无几。因此，对于大多数人来说，一生只有一次机会能够看到哈雷彗星。

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但它还因为另外一个原因而出名。就是在埃德蒙·哈雷所处的年代，人们并不知道彗星如同行星一样被太阳束缚在轨道上。他们不知道有些彗星，比如哈雷彗星，会一次又一次地回归。彗星被认为只经过我们的太阳系一次。

1704年，哈雷成为牛津大学的几何学教授。次年，他出版了《彗星天文学纲要》。这本书包含了从1337年到1698年中观测到的24颗彗星的抛物线轨道。

并且就在这本书中哈雷做出了他的宏伟预测。

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《埃德蒙·哈雷肖像》，约1687年，托马斯·莫里创作。图片来自维基百科。

哈雷的宏伟预测

在他的书里，哈雷记录了出现在1531年，1607年和1682年的三颗彗星。他利用了艾萨克·牛顿的万有引力和行星运动理论来计算这些彗星的轨道。而这些轨道惊人的相似。然后哈雷更进一步，做了一个在当时令人震惊的预测。他认为，这三颗彗星实际上是同一颗彗星，并且每隔76年周期性地回归。

他接着预测这颗彗星将会回归，并说道：

“因此我敢大胆地预言，它将会在1758年再次出现。”

哈雷生前并没有看到他的预言被证实。直到他过世16年后——也就是1758年——彗星如期而至，震惊了科学界和公众。

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这是历史上第一个被预测会回归的彗星，为了纪念埃德蒙·哈雷，如今把它称为哈雷彗星。

在哈雷彗星最近的一次回归——也就是1986年——欧洲航天器Giotto称为历史上第一个邂逅并拍摄到彗核的航天器。当哈雷彗星离开太阳时，它拍摄到了哈雷彗星的核心。图片由哈雷多色相机团队/Giotto项目/欧洲航天局/美国宇航局拍摄。

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哈雷，佛莱姆斯蒂德和水星凌日

17世纪对于英国的科学家来说，是个令人兴奋的时代。当哈雷还是个孩子时，伦敦的皇家科学院诞生了科学革命。物理学家和自然学者，作为科学方法的首批接受者，每周聚会。首位皇家天文学家是约翰.佛莱姆斯蒂德，他被人们熟知的部分原因是因为创立了格林威治皇家观测奖，该奖至今仍存在。

1673年哈雷进入牛津大学皇后学院，他遇到了佛雷姆斯蒂德，哈雷有时会去他的观测点去拜访他，在此过程中佛雷姆斯蒂德鼓励哈雷追寻天文学。

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当时，佛雷姆斯蒂德的项目是利用望远镜编绘北半球星空目录，哈雷人为自己可以对南半球的星星完成同样的工作。

哈雷的南半球探险之旅

哈雷的南半球探险始于1676年的11月，还在他获得大学学位之前。他乘坐东印度公司的一艘船前往圣.海伦娜岛，那是世界上最偏远的岛屿之一，也是英国占有的最南部的领土。他的父亲及查尔斯二世国王资助了这次旅行。

尽管坏天气使得他的工作非常艰苦，但是在1678年他返回家乡时，还是341颗星星的经纬记录以及许多其他的天文观测记录，包括一次水星凌日记录。在这次凌日观测记录中，他写道：观测到这一幕，是迄今为止最为神圣的天文学回馈。

这是一张2016年5月9日水星凌日的图片，图片来源于法国的VegastarCarpentierLiard杂志社。在图片中位于太阳左侧的一个小黑点，就是水星。2019年11月也曾有水星凌日现象。

破解行星运行密码

1678年底，哈雷出版了他的南半球星空手册，作为第一部此类型的作品，该手册获得巨大的成功。在此之前，从没有人通过望远镜来确定星星的位置。该手册是哈雷作为天文学家的首次闪亮登场。同一年，他获得了牛津大学硕士学位，并当选为皇家科学院成员。

1684年哈雷第一次拜访了艾萨克.牛顿。一组皇家科学院成员试图破解行星运行密码，他们包括物理和生物学家虎克，建筑学家克里斯托弗.雷恩和艾萨克.牛顿，哈雷作为最年轻的一员加入他们，尝试用数学方式解答行星是如何并为何绕太阳运动。他们彼此竞争，看谁第一个找出答案，这刺激了大家的积极性。他们的问题是如何找到一个机械模型，可以使得行星环绕太阳运行，既不会逃离轨道，也不会落入太阳之中。

虎克和哈雷确定这个问题的答案，应该是一个保持行星在轨道上绕日运行的向心力，该力随着行星于太阳距离的平方反比减小，现在我们称之为平方反比定律。