根据NASA的直播画面显示:在地球时间公元2017年9月15日下午7点55分46秒(GMT+8),卡西尼号最后的信号,消失了。这是卡西尼-惠更斯号出发的三百余年前的往事。今晚,人类迄今为止发射的规模最大、复杂程度最高的行星探测器——卡西尼-惠更斯号土星探测器,结束了他长达20年的征程,永远消失在土星的黄色浓雾之中。
卡西尼-惠更斯号土星探测器概念图 图片来源:NASA/JPL
这些年来,卡西尼-惠更斯号带我们直面土星,一次又一次发现这颗壮美星球的隐秘。而在他的名字里藏着两位科学巨匠——卡西尼与惠更斯。他们究竟是谁?为什么能够用他们的名字来命名这座独一无二的探测器?现在,让果壳来告诉你这两个名字意味着什么。
乔凡尼·多梅尼科·卡西尼,生于1625年,是一名法籍意大利天文学家。卡西尼是个出了名的乌鸦嘴,一般来说……他反对啥理论,啥就对。
此类事迹包括:卡西尼最开始认为,地球是太阳系的中心,但后来的观测结果迫使他改变了观念,极不情愿地接受了哥白尼的日心说。他反对开普勒定律,还反对牛顿万有引力理论;他还认为光速是无限的,然而助手罗默却在他的指导下发现了光速是有限的……尽管如此卡西尼依然拒绝接受光速有限的结论,罗默则毫不动摇,最后两人不欢而散。
如今在提起卡西尼时,我们首先都要提到他是个天文学家,但他年轻时痴迷的其实是——占星!
他在庞扎诺天文台看了21年星星,计算星历表。星历表是一种刊载天体每天位置的表,它在占星和天文学上都有大用。在卡西尼的年代,占星和天文学还没分得那么远。但很快,卡西尼就站到了占星的对立面上,还写了不少文章批判它。但讽刺的是,找他来咨询的人依然络绎不绝……对此,卡西尼也只能表示:虽然在学术思想上十分保守,还痴迷过占星,卡西尼依旧取得了很高的成就。
他的众多观测极大地推动了天文学的发展,其中就包括人类对土星的认知。
1665年,40岁的卡西尼与胡克同时发现了木星的大红斑!这是卡西尼的著名功勋之一。不过3年后,卡西尼才迎来他人生的重大转折点。1668年,他出版了当时最精确的星历表。而正是这份星历表,让一位大佬向他抛出了橄榄枝,这位大佬就是当时巴黎天文台正在建设当中,路易十四向卡西尼发出了邀请:“来帮我规划天文台吧!
想怎么建你说了算,建好之后你就是老大!”于是,1669年,卡西尼动身前往巴黎,之后成为了法国皇家科学院的成员。1673年,卡西尼加入了法国国籍,改名为让-多米尼克·卡西尼,史称卡西尼一世。
在法国,卡西尼一共新发现了四颗土星卫星:1671年,他发现了土卫八;1672年,土卫五;1684年,他一口气发现了土卫三和土卫四。
这四颗卫星,卡西尼将它们命名为“Sidera Lodoicea”,意思是“路易之星”,以此来向路易十四国王致敬。在观测土卫八时,卡西尼发现了一个很奇怪的现象:土卫八的亮度,竟然在变?对此,他敏锐地做出了推断:土卫八的两个半球有着巨大的颜色差异,一个亮,一个暗!事实证明他的推断是正确的。为了纪念这一发现,土卫八的暗半球后来就被命名为“卡西尼区”。
在1675年,在对土星环进行观测时,卡西尼再次发现了异常:在土星环的中间,有一条——黑暗的裂缝。当时,卡西尼又一次当机立断,推测:土星光环是由无数小颗粒构成的!两百多年后,分光观测证实了他的猜测。而这条裂缝如今也很著名,它名叫——“卡西尼环缝”。
成就做到这个份上,一般人足可以青史留名了。但卡西尼不是一般人。接下来,他马不停蹄的研究了黄道光、发现了木星的较差自转、绘制了一大幅百年内无人超越的细致月面图送给了法国科学院……1672年,他还第一次较为精确地估量了太阳系的尺寸——在火星冲日期间,他让助手跑到地球另一端南美的法属圭纳亚,而自己留在巴黎,两人同步观测火星。通过计算视差,他求出了火星到地球的距离。
我们都生活在阴沟里,但仍有人仰望星空。当然,随着天文学的不断进步,人们如今对太阳系的了解也已远超卡西尼当年的认知了。但踩在巨人肩膀上的我们回首时,依然要对卡西尼的成就叹为观止——大佬,受晚辈一拜。
在卡西尼-惠更斯号名字中出现的另一位人物,就是克里斯蒂安·惠更斯。他是荷兰杰出的物理学家,天文学家以及数学家。惠更斯出生在荷兰海牙一个富有的家庭,父亲地位显赫,与有许多科学家都有来往——伽利略啊,笛卡尔啊,梅森啊都是他家座上宾。因此,惠更斯从小就接受了良好的教育。梅森曾写信给惠更斯的父亲,夸奖他在数学上面天赋异禀,并且恭维地将惠更斯与阿基米德相提并论。
1650年,惠更斯开始进军学术界。
不过和卡西尼类似,一开始,他搞的也不是天文,而是……数学和物理。22岁时,惠更斯发表了第一篇数学论文。1655年是惠更斯人生上坡路的开始。26岁的他发现了土星环。其实早在1610年,伽利略其实就注意到了土星环。不过显然,当时望远镜的成像质量堪忧。伽利略把土星环误认为是“土星的耳朵”。当年为了确立学术优先权,伽利略用字谜宣布了土星耳朵的发现。伽利略作古13年后,惠更斯用自制的精巧望远镜指向了土星。
在观察之后他指出:所谓的“土星耳朵”,其实是个环。
好玩的是,惠更斯在公布土星观测结果的时候,仿照自己的前辈伽利略也用了字谜。更好玩的是,就在惠更斯提出土星环理论的时候,天主教神学家里奥.阿拉丢斯宣称:土星环是……耶稣复活进入天堂的圣包皮。同年,惠更斯又趁胜追击,发现了——土卫六。这也是太阳系内继木卫二之后人类发现的第一颗卫星。
但在当时,惠更斯简单地将这颗卫星称为“Saturni Luna”(土星的月球)。直到近200年后,在1847年,它被约翰·赫歇尔爵士命名为“泰坦”。
到了1660年,惠更斯已是名扬欧洲。34岁时,他成为了英国皇家学会第一个外国会员。后来更是成为了科学院的领军人物。还记得卡西尼吗?此时,卡西尼规划巴黎天文台就快要竣工了。身为科学院的成员,惠更斯也可以使用天文台来进行观测。然而惠更斯并不想把时间都耗在望远镜前。他脑子里有太多想做的事情。据说,他曾吐槽过时任他上司的卡西尼:台长大人只会整天抬头看星星。卡西尼:……
除了与土星的故事,惠更斯在天文领域还有许多别的成果。27岁那年,他用自己的望远镜,看到了壮观的猎户座星云——其中最亮的中心区域,现在被称为“惠更斯区域”。
卡西尼与惠更斯的结局
法国见证了惠更斯人生走向辉煌。然而在来到法国后,惠更斯主要的工作是对自己以前的成果进行整理和出版。
1670年,惠更斯重病,他将自己的论文都委托给一位英国旅行家——弗朗西斯·弗农:万一自己死了,就都捐给皇家学会,不是法国那个、而是……英国的那个。还好,惠更斯并没有病死。1672年,也正是卡西尼测量太阳系尺寸的那一年,命运席卷了这两人——法荷战争爆发了。惠更斯的父亲和哥哥在外交和军事领域发挥了重要作用。而留恋着巴黎的研究环境,惠更斯并没有回去。
他把自己的巨作《摆钟论》献给路易十四(而不是他的祖国荷兰),以感激国王陛下的经济支持。这一点让惠更斯饱受诟病。
1681年,体弱多病的惠更斯再次又染上了重病。此时法荷战争已经结束了3年,惠更斯搬回了海牙养病。1685年惠更斯渴望回到法国,然而枫丹白露敕令出台。这条敕令旨在统一法国人的宗教信仰,导致了法国大量的人才外流。当然,惠更斯也因此被挡在了法国国境之外。1695年惠更斯最终因病去世,享年66岁。他终生未婚,也没能再返回法国。
而加入了法国国籍的卡西尼,凭借着自己强大的制图技术,将卡西尼家族一步步捧上高位。他曾精确测量了法国的大小,不过测量结果使法国的面积比预想中小了很多。路易十四因此打趣:卡西尼从他手中夺走的地盘,比他在战争中得到的还要多。在加入法籍后的40年中,卡西尼一直担任着巴黎天文台的台长。他失明后,他的儿子接任了巴黎天文台的台长,后来是孙子,再后来是曾孙子。
“那一天,巴黎天文台再次回想起了被卡西尼家族支配了四代之久的恐惧……”
祖孙四代,卡西尼一家对法国做出了巨大的贡献,其中就包括耗时一个多世纪制成的“卡西尼地图”。在《双雄记》里,大仲马写下了这样一段话:“桌子上摊着一张卡西尼的地图,这上面连最小的崎岖小道都能找到。”在法国大革命中,这张卡西尼地图成为了公共财产。卡西尼四世在那场革命中失去了天文台台长的职位、被捕入狱、潦倒还乡。卡西尼家族就此没落。
2004年7月1日,飞行7年,跨越1275000000千米,一艘探测器抵达了土星。他的名字是“卡西尼-惠更斯号”。其中,环绕土星的人造卫星名为“卡西尼号”,而登陆探测器叫“惠更斯号”。这是为了纪念两人对人类了解土星所做出的贡献。他们没有辜负这两个名字。惠更斯号已经在2005年完成了自己的登陆使命,永远地沉睡在了由惠更斯发现的土卫六上。
而就在2017年9月15日,卡西尼号也按照计划坠入土星大气层,用自己的生命最后一次为人类探索了这颗太阳系里最美的行星。然后,消失在土星的黄色浓雾之中。这场计划了20年的自杀行动将就此达到终点。再见,卡西尼-惠更斯。2017年9月15日,卡西尼号任务结束。by NASA