兩百多年前，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個奇妙的現(xiàn)象：太陽系內(nèi)幾大行星之間的距離，似乎存在著某種規(guī)律，這個規(guī)律之奇妙，簡直像是被宇宙的上位設(shè)計好的。

從此，科學(xué)家們開始在木星和火星之間，走上了一條“尋星之路”，然而，他們卻未曾預(yù)料到這是一條死路……

八大行星間距是被設(shè)計好的嗎？

時間回到18世紀(jì)，對于太陽系的了解，科學(xué)家們的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有相當(dāng)?shù)纳疃攘?。尤其是?dāng)時已知的各大行星間的距離，也已形成了具體的數(shù)值。

而就是各大行星到太陽的距離，讓一位叫戴維·提丟斯的教授發(fā)現(xiàn)了其中的規(guī)律。

以天文單位，也就是太陽到地球之間的平均距離來計算，每個后繼數(shù)為前一個數(shù)值的2倍，每個數(shù)值加上4再除以10，得到的數(shù)值就是各行星到太陽的平均間距。當(dāng)然，這個數(shù)值不是絕對精準(zhǔn)，而是近似。

提丟斯先是發(fā)現(xiàn)了這一規(guī)律，而且在先期的計算中，證實了水星、金星、火星、木星、土星之間的規(guī)律。

到1772年，天文學(xué)家波得對這一規(guī)律進行了深入研究，確認(rèn)了提丟斯此前的發(fā)現(xiàn)是對的，于是這一發(fā)現(xiàn)就被命名為提丟斯-波得定則。

當(dāng)然，這一定則不是物理定律而是經(jīng)驗公式。背后沒有理論根據(jù)，憑借的是實際數(shù)據(jù)和經(jīng)驗關(guān)系。

接下來，圍繞該定則的研究還在持續(xù)進行中。因為當(dāng)時天文學(xué)家的觀測中，太陽系內(nèi)的幾大行星還沒有集齊，天文學(xué)家們也只是知道肉眼可見的那幾顆行星。

而如果按照定則去推導(dǎo)的話，是不是意味著在計算出來的距離數(shù)值中，會存在新的行星？波得等天文學(xué)家確實是這么思考的。

但是，波得在接下來的深入計算中，卻在已知行星的間距中發(fā)現(xiàn)了一個bug。

缺失的部分是什么

這個異常的地方，就是火星到木星之間的區(qū)域。按照公式計算，火星前面的數(shù)列保持著規(guī)律，火星后面木星到土星之間的數(shù)據(jù)依然保持著規(guī)律，唯獨火星到木星之間的數(shù)值，用天文單位計算后似乎不存在規(guī)律了。

是這個規(guī)律不存在了？還是說按照公式計算，在相應(yīng)的未知區(qū)域，應(yīng)該還有一顆全新的、沒有被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的天體？

這個問題困擾了波得許久，作為柏林天文臺的臺長，他畢生都在觀察星空，計算天體的軌道，唯獨這個問題讓他一時找不到答案。

索性在隨后，波得提出了一個大膽的假設(shè)，在火星到木星之間的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)該存在一顆不為人知的天體。

作為權(quán)威人士，波得的這一猜測一經(jīng)公布，就在天文學(xué)界引起了很大的轟動。有觀點就認(rèn)為，假設(shè)那顆不知名的行星存在，為什么用肉眼看不到呢？因為其他5顆行星，都是可觀察到的。

但如果這個區(qū)域內(nèi)不存在其他天體，那么此前發(fā)現(xiàn)的規(guī)律又該作何解釋，為什么會在這個間距內(nèi)出現(xiàn)數(shù)值上的空缺？

于是，以相信它存在的原則，接下來天文學(xué)家都開始尋找那顆未知的天體。只是天文學(xué)家們沒想到，這一找就是十幾年的時間。

沒有大的收獲，可又找不到證偽的辦法，就在天文學(xué)家們無計可施之際，英倫三島上傳來了一個好消息。

那個叫威廉·赫歇爾的天文學(xué)家，在1781年的時候，終于在相關(guān)空域內(nèi)發(fā)現(xiàn)了可能的天體。

波得對新發(fā)現(xiàn)的天體進行了計算，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值依然符合此前的那個公式，這顆天體便是天王星。

經(jīng)過這一新的發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家相信提丟斯-波得定則的規(guī)律是存在的，那么在火星和木星之間，勢必還存在一顆天體，只是人類還沒發(fā)現(xiàn)它。

接下來，圍繞這顆未知的天體，各國天文學(xué)家的搜尋更加賣力。只是誰都沒有想到的是，這一搜尋工作又持續(xù)了20年的時間。

1801年的第一天，在西西里島的巴爾摩天文臺，觀測夜空的皮亞齊，從望遠(yuǎn)鏡里有了新發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過計算，這顆天體到太陽的平均距離為2.77個天文單位，這一距離符合公式。

隨后的命名中，皮亞齊根據(jù)家鄉(xiāng)西西里島的神話，將其命名為谷神星，谷神是西西里島神話中，專門負(fù)責(zé)糧食和農(nóng)業(yè)的女神。

不過經(jīng)過進一步的研究，天文學(xué)家們多少有點失望，期望中的大天體，沒想到其直徑還不到1000公里。所以相對于其他行星，谷神星的個頭顯得太小了。

不過也有天文學(xué)家認(rèn)為，谷神星的小反倒符合預(yù)期，因為它的體積如果和其他行星一樣大的話，那么古人早就應(yīng)該肉眼看到它了。

于是在接下來，圍繞這一區(qū)域的搜尋，天文學(xué)界開啟了另一個高潮。此后，在火星到木星的區(qū)域間，天文學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了更多的天體。

它們和谷神星一樣，個頭都不是太大。也直到近代天文學(xué)界才逐漸搞清楚，按照提丟斯-波得定則，在火星到木星的區(qū)域間，沒有大型的天體，而是一條龐大的小行星帶。到20世紀(jì)中后期，天文學(xué)家在這一區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了兩萬多顆小行星。

除此之外，現(xiàn)代天文學(xué)家也漸漸明白，在火星到木星之間的區(qū)域內(nèi)，之所以沒有大型的天體，是因為受到了太陽和木星的雙重引力影響。

在兩種引力的巨大拉扯之下，這一區(qū)域內(nèi)不存在大行星天體形成的條件。也可以簡單理解成，這一區(qū)域內(nèi)的天體，因為引力的作用被拉扯的更“碎”。

那么問題來了，既然后發(fā)現(xiàn)的天王星、谷神星等新天體的位置，都符合公式定則，是不是就意味著提丟斯-波得定則是絕對準(zhǔn)確的呢？

別急著下結(jié)論，在隨后的發(fā)現(xiàn)中，這一規(guī)律也被打破過。

海王星就不符合

海王星的發(fā)現(xiàn)，是法國天文學(xué)家的功勞。如果按照公式計算，那么海王星的軌道位置就該是固定的，可天文學(xué)家后來并沒有發(fā)現(xiàn)它。

直到后來發(fā)現(xiàn)了它的身影后，發(fā)現(xiàn)它并不在預(yù)測的軌道位置上，而且跟公式計算的數(shù)值誤差達(dá)到了20%，而此前其他行星的距離誤差都在5%以內(nèi)。

這一發(fā)現(xiàn)確實讓天文學(xué)家們很失望，而海王星本身又具有行星一切的特質(zhì)，反過來質(zhì)疑它的存在肯定是不準(zhǔn)確的。

再后來，冥王星的發(fā)現(xiàn)，又一次打破了提丟斯-波得定則，這也就意味著，所謂的規(guī)律可能僅僅是一種巧合。

有意思的是，雖然太陽系內(nèi)較遠(yuǎn)的行星打破了規(guī)律，可像土星、天王星這些擁有龐大數(shù)量的衛(wèi)星，行星和各自衛(wèi)星之間的距離，又符合這一定則。比如木星的幾顆衛(wèi)星，其距離就符合這一定則。

甚至在太陽系外，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的其他行星與恒星之間的距離，與太陽系內(nèi)的情況也有些相似。

比如在1994年，天文學(xué)家在距離地球1600光年的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一顆恒星，以及圍繞它運轉(zhuǎn)的3顆行星。

經(jīng)過計算，3顆行星到恒星之間的距離，與水星、金星、地球到太陽的距離基本一樣。這似乎又意味著，提丟斯-波得定則存在著某種內(nèi)在的因素。

那么，這種因素究竟是什么呢？

究竟是不是設(shè)計好的

根據(jù)目前天文學(xué)界主流的看法，之所以會存在這種規(guī)律，是因為一種軌道共振現(xiàn)象。

這種現(xiàn)象是在行星系統(tǒng)早期形成時導(dǎo)致的，而隨著演化的時間拉長，距離表現(xiàn)出來的某種規(guī)律性，就成為了能被人類計算出來的規(guī)律。

實際上，這只是天體在公轉(zhuǎn)的時候，不同天體間公轉(zhuǎn)軌道比為有理數(shù)時，就出現(xiàn)了周期性的引力作用。簡單來說，就像鐘擺或者秋千，在相同位置產(chǎn)生的推力基本上是一樣的。

現(xiàn)實中，軌道共振還會導(dǎo)致軌道的不穩(wěn)定。比如土星環(huán)中，中間存在一個縫隙較寬的卡西尼縫。這道縫隙相當(dāng)于將土星環(huán)分成了內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩個區(qū)域。

位于縫隙中的天體，正好是土星另一顆衛(wèi)星美馬斯軌道周期的二分之一，兩者之間形成了共振關(guān)系。

回到提丟斯-波得定則上來，它闡釋的現(xiàn)象并非物理定理，因為并不是所有天體都符合這一規(guī)律。

尤其是在太陽系外，各星系系統(tǒng)的軌道距離并沒有任何規(guī)律可循。比如按照行星形成的規(guī)律，往往較大的行星距離恒星都較遠(yuǎn)。

但在宇宙中，天文學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)過距離恒星很近的天體，這背后的因素又是什么，長期以來也一直是困擾。

還有天文學(xué)家指出，軌道共振本身并非普遍現(xiàn)象，系統(tǒng)形成初期會存在這種情況，但是隨著各種因素的出現(xiàn)，共振現(xiàn)象終究會被打破。

去年底，在距離地球100光年的地方，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個系統(tǒng)，其星系中的6顆行星，以相對和諧的方式圍繞恒星公轉(zhuǎn)。于是，這一系統(tǒng)被稱為完美太陽系。

在天文學(xué)家看來，像這種情況在宇宙內(nèi)只存在1%，其軌道共振能從演化之初持續(xù)到現(xiàn)在，有點像非常稀少的化石。

當(dāng)然，只要存在這種現(xiàn)象，那么提丟斯-波得定則的相關(guān)情況，也可能會出現(xiàn)。

結(jié)語

就目前的情況看，雖然我們的技術(shù)在持續(xù)進步，但天文學(xué)家對宇宙的了解還僅僅是皮毛。

由于了解的不深入，還存在大量位置領(lǐng)域，于是很多現(xiàn)象乃至定律就還是模糊的。一些經(jīng)過證實了的東西可能是錯的，未經(jīng)證實或者是被認(rèn)為是錯的情況，也可能是對的。

現(xiàn)在的提丟斯-波得定則，僅僅被看作是一種現(xiàn)象上的巧合。至于下一步還會發(fā)現(xiàn)什么，那就得具體情況具體分析了。