第三章 有關太陽系的非常著名的老彗星和其他彗星的情況

  帕爾米蘭·羅塞特教授在就彗星話題做的一次講座時，曾根據最著名的那些天文學家的論述，給彗星這麼下定義：「彗星是由三部分組成的天體，亦即大家稱之為中心的核、霧狀雲似的彗發和明亮的彗尾。由於它環繞太陽運行的軌道偏心率非常大，所以地球上的人只能在它運行路程上的某一部分看到它。」

  隨即，帕爾米蘭·羅塞特便立即補充說他的論斷是精確無誤的。不過，這些彗星可能有時沒有彗核，有時沒有彗尾，有時沒有彗發，但它仍不失為彗星。

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  他接著根據阿拉戈的理論又補充道，為了不辜負彗星這個美麗的名字，就必須具備兩個條件：第一，有自己的運行軌道；第二，其軌道是一個很長很長的橢圓形，因此可以遠離太陽和地球而運行到看不見的地方。滿足第一個條件之後，可以稱為行星，而第二個條件卻能讓它區別於行星。因此，這個天體既不是流星，也不是行星或恆星，那它必然就是彗星了。

  帕爾米蘭·羅塞特教授坐在扶手椅中如此這般地在講解彗星的知識時，他毫不懷疑自己有一天會被彗星帶走，去太陽系遨遊。他自始至終都對這些星球情有獨鍾，無論它們有沒有彗發。他也許預感到未來會讓他夢想成真的。他對彗星的研究造詣頗深。他在弗芒特拉感到最大的憾事就是，自從彗星與地球碰撞之後，沒有人來聽他做這方面的講座，因為他早已準備好按照下列順序進行演講：

  一、宇宙中有多少顆彗星？

  二、哪些是周期性彗星，即在一定的時間會返回來？哪些是非周期性的彗星？

  三、地球與這些彗星中的某一個發生碰撞的可能性有多大？

  四、地球與彗星相撞的後果會怎樣？是否跟彗核的硬度有關？

  帕爾米蘭·羅塞特在回答了上述四個問題之後，肯定會讓他的聽眾中哪怕是最挑剔者都感到滿意的。

  我們在這一章里就要替他講述這幾個問題。

  第一個問題是，宇宙中有多少顆彗星？

  克卜勒說過，彗星多得猶如水中的魚。

  阿拉戈根據在水星和太陽之間運行的那些彗星的數量，說僅僅在太陽系裡運行的彗星就高達一千七百萬顆。

  朗貝爾[1]說，光是太陽到土星之間的三億六千四百萬法里的範圍內，就有五億顆彗星。還有的統計甚至說是七百四十萬億顆彗星。

  其實，大家都弄不清楚這些拖著長尾巴的星球到底有多少，人們也沒有數過，而且也永遠不會去數，反正它們是多得難以計數。克卜勒曾有個形象的比喻，說一個漁夫站在太陽表面上，向宇宙空間甩一下釣竿，准能釣到一顆彗星。

  這還不是全部的彗星，在不受太陽引力影響的廣闊區域，還有許多許多的彗星呢。它們在太空中任意遊走，毫無規矩，竟然會從一個引力中心隨心所欲地進入另一個引力中心。它們在太陽系裡任意地變來變去，有的運行到地平線上，但從未有人見到過它，還有一些彗星乾脆就消失不見，人們再也看不到它們了。

  說到真正屬於太陽系的那些彗星，它們至少會有一些固定的軌道，什麼也改變不了的軌道，因此，它們彼此間相撞的可能性是不存在的。無論是它們彼此之間，還是與地球之間發生碰撞，是不是？不，錯了！這些軌道根本就逃避不了外力的影響。它們的軌道會從橢圓形改變成拋物線或雙曲線。單說說木星吧，它可是彗星軌道的最大的「搗亂者」。正如天文學家所觀察到的那樣，它似乎總是在彗星運行的大路上擋道，而且還會對這些小星球造成一種災難性的影響，而這種影響是它那強大的引力所造成的。

  這就是有關彗星世界的粗略介紹，這個彗星世界是由數百萬顆彗星組成的。

  第二個問題：哪些是周期性彗星，哪些是非周期性彗星？

  查看天文年鑑，大家會發現有五六百顆彗星曾經在不同時期被認真地觀察過。但是，真正了解其公轉周期的只有四十多個。

  這四十多個彗星分為周期性和非周期性兩種。周期性彗星在一段或長或短的時間過後，幾乎是周期性地重新出現在地平線上，而非周期性彗星離太陽極其遙遠，何時返回難以預計。

  在周期性彗星中，有十顆被稱為「短期的」，其運行是可以極其精確地計算出來的。它們是哈雷彗星、恩克彗星、岡巴爾彗星、法耶彗星、布羅森彗星、阿萊斯特彗星、圖特爾彗星、維納克彗星、維科彗星和堂佩爾彗星。

  在此，還應該講講它們的故事，因為它們中有一顆與「加利亞」的情況相似，也與地球發生過碰撞。

  哈雷彗星是最早被發現的。據說，早在公元前134年和公元前52年便被看到過，然後便是在公元400年、公元855年、公元930年、1006年、1230年、1380年、1456年、1531年、1607年、1682年、1759年和1835年出現過。哈雷彗星是從東往西運行的，也就是說，與圍繞太陽運行的行星的方向正好相反。它出現的間隔是七十五年到七十六年，這是因為它鄰近木星和土星，所以多少會受到這兩顆星的一些影響，有時候，出現的時間可能會超過六百天。1835年，這顆彗星出現的時候，著名的天文學家赫歇爾專門跑到好望角去，選擇好最佳觀察位置，一直跟蹤觀測到1836年底。但當時由於它離地球太遠，所以看不太清楚。哈雷彗星的近日點距離太陽二千二百萬法裡，比金星與太陽的近日點距離更短，這與「加利亞」的情況相似。它的遠日點遠離太陽達十三億法裡，超越了海王星的軌道。

  恩克彗星的公轉周期是最短的，平均只有一千二百零五天，亦即三年多的時間。它的運行方向是直接由西往東。它被發現的時間是1818年11月26日，人們在對它的參數進行了計算之後，發現它原來就是1805年所發現的那一顆彗星。正如天文學家們早年所預見的那樣，人們在1822年、1825年、1829年、1832年、1835年、1838年、1842年、1845年、1848年、1852年，都再次見到過它，它在固定的時間總是會在地平線上出現。它的運行軌道就在木星軌道內。它離開太陽的距離不超過一億五千六百萬法裡，而近日點的距離是一千三百萬法裡，也就是說，比水星還要近。還有一個重要點：人們發現這顆彗星的橢圓形軌道的最大直徑在逐漸縮小，因此，它與太陽的平均距離也越來越小。這樣，恩克彗星就有可能最終被太陽吸過去，將它燒毀，除非它在熾熱的太陽的照射下，事先就灰飛煙滅了。

  岡巴爾彗星又稱比埃拉彗星，是在1772年、1789年、1795年、1805年被看到過，可是直到1826年2月28日，它的參數才被確定下來。它的運行是順行方向。它圍繞太陽一圈的時間是二千四百零六天，將近七年。它通過近日點的距離與太陽相距三千二百七十一萬法裡，稍稍小於地球與太陽之間的距離。而它的遠日點則是二億三千五百三十七萬法裡，超過木星的軌道。1846年，曾出現一個奇異的景象：比埃拉彗星分成兩半出現在地平線上。想必是在一種內部力量的作用下，它在運行途中被一分為二了。它斷開的兩部分便同時在漫遊太空，相距七萬法里。到了1852年，它那兩部分的距離達到了一百萬法里。

  法耶彗星於1843年11月22日首次被發現，它也是按順行方向運行的。它的軌道參數已經計算出來，人們預言七年半之後，或者說二千七百一十八天之後，它還將再次出現。這一預言得以應驗，這顆衛星果然就在預言的那個時期又出現了。它離太陽最近時相距六千四百六十五萬法裡，比火星要遠，而它的遠日點則比木星的遠日點要大，達到二億二千六百五十六萬法里。

  布羅森彗星也是按照順行方向運行的，於1846年2月26日被發現。它的公轉周期為五年半，或者說是二千四百二十天。它的近日點為九千八百四十五萬六千千米，其遠日點則是八億六千四百萬千米。

  至於那些周期短的彗星中，阿萊斯特彗星的公轉周期為六年半多點，1862年，它離木星僅有一千一百萬法里；而圖特爾彗星運行周期為十三又三分之二年；維納克彗星為五年半；堂佩爾彗星的周期差不多與維納克相同；維科彗星似乎在太空消失了，不見其身影。但是，這些周期短的彗星人們觀測得並不全面，遠不及前面所說的那五顆彗星。

  現在，我們來敘述一下「長周期」的那些主要的彗星，其中有四十一顆被或多或少地進行了研究。

  1556年發現的那顆彗星，被稱為「夏爾-坎特彗星」，人們估計它於1860年會重新出現，但並沒有再看見。

  牛頓研究過的那顆1680年發現的彗星，據惠斯頓說，在它離地球太近時，會產生流星雨，它被發現可能是在公元前619年和公元前43年，然後是公元531年和1106年。它的公轉周期大約是六百七十五年，近日點的距離非常短，所以獲得的熱量比地球要高，而且高於兩萬八千倍以上，比鐵熔化的溫度還要高兩千倍。

  1586年發現的那顆彗星的亮度可與最大的恆星的亮度相媲美。

  1744年發現的那顆彗星身後拖著好幾條尾巴，仿佛跟著土耳其帝王轉悠的那些帕夏[2]中的一個。

  1811年發現的那顆彗星帶有一個光環，光環直徑達一百七十一法裡，彗髮長達四十五萬法裡，還拖著一條四千五百萬法里的長尾巴。

  1843年的那顆彗星，有人認為就是1317年、1494年和1668年出現的那顆彗星，系卡西尼觀測出來的，但是，對於它公轉的時間，天文學家們各持己見，分歧很大。它與太陽的距離只有一萬二千法裡，運行速度達到每秒一萬五千法里。它從太陽那兒獲取的熱力與四萬七千個太陽供給地球的熱力相等。即使是大白天，它也是明亮的，因為有那麼高的溫度在增強它的亮度。

  多納蒂彗星在北半球的星空中通明透亮，其體積卻只有地球的百分之七。

  1862年的那顆彗星帶著明亮的羽飾，宛如一個怪異別致的貝殼。

  最後，1864年的那一顆，其運行周期絕不少於兩千八百個世紀，可以說它將永遠消失在無垠的太空中。

  第三個問題：地球與這些彗星中的某一個發生碰撞的可能性有多大？

  如果我們把行星的軌道和彗星的軌道在紙上畫下來，就會看到它倆在很多地方都是相互交叉的。但是，在宇宙空間中，情況卻並非如此。這些軌道的平面在不同的角度上，與地球平面的那個黃道是傾斜的。儘管造物主「小心謹慎」，但這些彗星數量太龐大，難免會有一個彗星與地球發生碰撞的。

  對於這個問題，我們可以做出如下的回答：

  大家知道，地球從來就不會離開黃道平面，而且它圍繞太陽運行的軌道完全是包括在這個平面中的。

  一顆彗星與地球相撞的先決條件是什麼呢？

  它必須具備下列條件：

  一、這顆彗星要在黃道平面上與地球相遇；

  二、這顆彗星在某個精確的時間裡穿越地球運行中的同樣的一個點；

  三、二者的中心距離小於它們的半徑。

  那麼，這三個條件會不會同時產生，導致二者相撞呢？

  當有人問及阿拉戈對此有何看法時，他回答道：「對種種可能性的計算，得出了這樣一種相遇的可能性並表明，如果出現一個陌生的彗星的話，二者相互碰撞的概率將是二億八千萬分之一。」

  拉普拉斯[3]說他並不排除類似的碰撞發生的可能性，他還在《宇宙縱覽》中敘述了種種後果。

  這種關於碰撞的說法是否站得住腳，每個人不過是根據自己的性情說說罷了。不過，必須注意，這位著名的天文學家所依據的兩點是可以有無窮變化的：

  一、彗星的近日點比地球更近；

  二、這顆彗星的直徑應該等於地球直徑的四分之一。

  還有，在這個計算之中，只是指彗星核同地球發生的碰撞。如果是指彗發與地球發生碰撞的話，那麼這個概率要擴大十倍，也就是二億八千一百萬比十，或者兩千八百一十萬比一。

  不過，就第一個問題，阿拉戈又補充說道：「咱們也得承認，如果彗星真的撞上地球，那麼整個人類就毀滅了，危險是肯定無疑的，不太可能僥倖活下來的，如同我們在一個大瓮里放上二億八千一百萬個小球，其中只有一個白色的小球，那麼只要一伸手就能拿到這個小白球的人才能僥倖生存。」

  因此，可以看出，地球不可能被一顆彗星撞上。

  從前有過這種撞擊嗎？

  天文學家們異口同聲地說：「沒有！」阿拉戈說，因為地球始終在圍繞著一個永不改變的軸轉動，所以我們可以很有把握地下結論說，地球從未被彗星撞到過。實際上，如果從前有過這麼一次碰撞的話，那麼就可能會有一個臨時的自轉軸來代替這個主軸，那麼地球的緯度就得受到持續變化的控制，但是至今仍未見有過這種變化發生。地球的緯度永無變化，這就證明了自開天闢地之時起，我們的地球並未被彗星撞擊過……再者，如一些學者所說，我們不能將低於海平面一百米的黑海歸之於彗星撞擊的結果。

  從前沒有發生過這種撞擊，這一點是可以肯定的，但是，它今後是否會發生呢？

  我們在這兒自然要介紹一下岡巴爾彗星的意外情況。

  1832年，岡巴爾彗星的再次出現給全世界造成了大恐慌。由於太空中怪異的巧合使得這顆彗星的軌道幾乎與地球的軌道相切。10月29日午夜前，這顆彗星將要在貼近地球軌道的某一處經過。那麼，地球在這一時刻是否也運行到了這裡？如果是的話，那麼它就會與這顆彗星相遇，因為根據奧伯斯的觀測，這顆彗星的半徑是地球半徑的五倍，地球軌道的一小段會淹沒在彗星的雲霧狀物質之中。

  幸運的是，地球到達這一地點的時間在一個月之後的11月30日，由於它的公轉速度是每天六十七萬四千法裡，所以當它從那個點通過時，彗星已經離地球有兩百多萬法里了。

  這可真是太好了！如果地球到達它的軌道的那個點是在一個月之前，或者彗星到達那兒的時間晚一個月，那麼碰撞就會發生了。但是，一個早到或一個晚到的情況可不可能出現呢？當然可能，即使地球的運行中沒有受到什麼干擾，但是誰也不敢說彗星的運行不會延緩，因為這些星球在運行過程中會受到非常大的干擾。

  因此，如果說這種碰撞以前沒有出現過，但它今後肯定會發生的。

  再者，岡巴爾彗星在1805年就已經離地球很近，只相距兩百萬法裡，不過，由於人們並不知道它與地球擦肩而過，所以它並未引起任何恐慌。而1843年的這顆彗星情況則不一樣，因為人們擔心地球至少會被彗尾給套進去，可能會污染地球的大氣層。

  第四個問題：地球與彗星相撞的後果會怎樣？

  後果有所不同，要看撞擊地球的這顆彗星有沒有彗核而定。

  的確，這些在太空漫遊的彗星，有的有彗核，像水果有核一樣，有的則沒有彗核。

  沒有彗核的彗星是由一種細微的雲霧狀物質構成的，透過它的這層薄霧，人們甚至可以看到十等星。因此，這些彗星的形狀經常發生變化，很難識別它們。彗尾就是由這些細微物質組成的。它仿佛受到太陽熱力的影響，因汽化而形成。這不難證明，因為這條彗尾只有當彗星離太陽三百萬法裡，亦即小於地球與太陽之間的距離的時候，才會開始逐漸增大增長，有時像是一把長雞毛撣子，有時又像是一把展開的摺扇。然而經常出現的情況是，某些彗星，顯然由高密度物質構成，很耐高溫，不受其影響，因而沒有彗尾。

  在地球與無彗核的彗星相遇的情況之下，就不可能發生什麼相互碰撞的事。天文學家法耶說，蜘蛛網擋子彈也許都要比彗星的雲霧狀物質強。如果組成彗尾或彗發的物質並不危害健康的話，那就沒什麼可害怕的。但是，人們擔心的是，如果彗尾的物質是由易燃的物質構成的，它就會將地球表面燒得一乾二淨。或者，如果這些物質會將有害於生命的氣體帶進大氣層，那也是不得了的事。不過，這後一種可能性出現的概率極小。巴比奈認為，地球大氣層的高空邊緣的密度要比彗發和彗尾的密度大得多，有害氣體是很難侵入的。牛頓就說過，如果一顆無彗核、其半徑為三億六千五百萬法里的彗星密度達到地球大氣層的密度的話，那麼僅用一個直徑為二十五毫米的骰子那樣大的空間就容納得下了。

  因此，如果彗星只是由雲霧狀物質組成的話，即使與地球相撞，也沒什麼危險，用不著害怕。但是，如果彗星是由一個堅硬的彗核組成的，那又會如何呢？

  首先，存在不存在這樣的彗核？有人會說，當彗核達到一定的收縮力，它的形態從氣體變成固體時，就會存在。在這種情況之下，當這顆有彗核的彗星從地球上空經過時，它便被遮掩住了，人們就看不到它了。

  阿那克薩哥拉[4]說過，公元前480年，也就是澤爾士[5]時代，太陽就曾被一顆彗星遮擋過。此外，在奧古斯特逝世後沒幾天，狄翁就曾觀測到這種彗星，它遮掩住的不可能是月亮，因為當時月亮還在地球的背面呢。

  不過，必須指出，那些彗星研究學者並不贊同上述兩種觀點，他們也許是對的。但是，最近的兩次觀測卻讓人們不得不相信帶彗核的彗星的存在。的確，1774年和1828年的那兩顆彗星都遮掩住了一些八等星。同樣應當指出的是，在直接觀測之後，1402年、1532年、1744年的彗星都是有堅硬的彗核的。而1843年的那顆彗星，就更加可以確定，人們看到了它，當時正值正午時分，它當時就在太陽附近的天幕上，不用望遠鏡也看得很清楚。

  彗核不僅在某些彗星中存在，而且，人們還可以測量它。因此，人們知道了它真實的直徑長度，比如1798年和1805年的彗星（岡巴爾彗星）直徑為十一二法裡，而1845年的那顆彗星的直徑長度為三千二百法里。這最後的一顆彗星可能有一個大於地球的彗核，因此，萬一它與地球相撞的話，受到損害的不是彗星，而是地球。

  至於那幾個最著名的雲霧狀彗星，它們的直徑長度也被測量到了，均在七千二百法里到四十五萬法里之間。

  因此，根據阿拉戈的看法，彗星可分為：

  一、無核彗星；

  二、也許是雲霧狀彗核的彗星；

  三、可能有堅硬彗核因而比行星更加明亮的彗星。

  現在，在研究地球與上述三種彗星中的某一種相撞，其結果會如何之前，有必要指出，即使沒有發生直接的碰撞，最嚴重的情況也可能發生。

  其實，一顆體積很大的彗星，如果離地球很近的話，並非沒有危險。如果彗星的體積很小，那麼即使離地球較近也不必害怕。1770年的彗星就是如此，它離地球只有六十萬法裡，但它在一年之中卻並未對地球有絲毫的影響。

  但是，如果彗星與地球的體積相等，而且如果彗星離地球只有五萬五千法裡，那麼它就會使地球的恆星年延長十六小時零五秒，並使黃道出現二度傾斜。而且，它也許還會將月球順便裹挾而去。

  那麼，發生碰撞後結果到底會怎樣呢？我們立刻就會弄明白的：彗星只是微微擦著地球而過，可能會將自己的一點兒物質留在地球上，或者它會帶走地球的一小塊——「加利亞」就是這種情況。或者，彗星被撞落在地球表面上，成為一個「新大陸」。

  在上述三種情況之下，不論屬於哪種情況，地球公轉的切向加速度可能會驟然消失。這時候，人、樹、房屋都將以碰撞前所具有的每秒八法里的速度被拋向空中。海水將奔涌而出，沖毀一切。地下的岩漿也會因為這種強烈的碰撞湧出地面。地球的自轉軸被改變了，所以一個新的赤道將舊赤道取而代之了。最後，地球的公轉速度被阻遏住了，因此，太陽的吸力就會加大，將地球吸過去，讓它垂直地向太陽飛過去，六十四天半之後，便貼到太陽上，被燒得一乾二淨。

  甚至，根據廷德爾[6]的理論——熱能只是一種運動方式——地球的速度驟然中斷，便會自然地轉化為熱能。這樣的話，地球在幾百萬攝氏度的高溫下，幾秒鐘的工夫便灰飛煙滅了。

  但是，為了結束這個簡要的概述，我們必須指出，地球與彗星發生碰撞的可能性只有二億八千一百萬分之一。

  「毫無疑問，」帕爾米蘭·羅塞特稍後說道，「毫無疑問，我們摸到了白球。」