火星很快將在天空中「逆行運動」

這個周末，當它開始在春天的天空中迂迴曲折時，你可以抬頭看看明亮的火星。在短短5周半的時間裡，火星將在2003年8月以來離地球最近的一次接近。本周可以在午夜前看到這顆紅色的行星，它位於東南偏東的低空，幾乎與木星相匹配，閃耀著明亮的光芒，就像一顆黃色的灰燼。而且火星在過去的每一個星期里都是如此的明亮。如果你從新年開始就一直在跟蹤火星，你可能會記得，那時，它正閃耀在天秤座的黃道帶，也就是秤上。當時距離地球1.81億英里(2.92億公里)。

火星將在6月28日的夜空中減速並逆轉它的軌道——這是一個視角的把戲，因為這顆紅色的行星和地球都圍繞著太陽旋轉。圖片：NASA/Lewis Research Center

相比之下，到下周末，火星與地球的距離將減少到4230萬英里(6820萬公里);它現在的亮度是今年年初的25倍。同樣從1月1日起，火星在黃道帶的背景恆星中沿著偏東路線前進。它目前生活在摩羯座的黃道星座，也就是海山羊。但到了6月28日，這一穩定的東進路線將戛然而止。實際上自6月初以來，火星的東移軌跡似乎有所放緩，幾乎像是在搖擺，似乎已經變得不確定。最後，在6月28日，它將短暫地暫停。然後，在接下來的兩個月里，它將在天空中逆行，並在恆星的背景下——向西移動。8月28日地球將再次短暫停留，然後恢復正常的向東運動。

我們太陽系裡的所有行星都在某一時刻表現出這種「逆行運動」。但在很長一段時間裡，古代天文學家都無法給出令人滿意的解釋。一方面，當火星以這種奇怪的方式運行時，它也會明顯地偏離正常軌道，逆行運動將使它遠遠低於它的正常軌道。換句話說，對於我們這些從地球上觀測的人來說，在這兩個月的時間裡，火星將會以一個大的環形運行，大約10度長，2.5度寬。然而古希臘人堅定地相信太陽、月亮和行星都是圍繞地球公轉的。他們在表示和計算這個神秘的循環方面有很大的困難，而且很長一段時間，他們對它沒有足夠的解釋。另一個問題是試圖解釋為什麼火星有時描述一個環路，有時描述一個曲折的來回運動，就像字母「Z」在它穿越天空的路徑上。

事實上它在2016年春天就這樣做了，並將在2022年的秋天再次這樣做。希臘人最終解釋了這些異常現象，他們假設這些行星圍繞地球轉到更小的「行星」——也就是圍繞地球的主要軌道環繞的小圓圈，導致了複雜的、幾乎類似於曲線的曲線。不幸的是，對行星的實際觀測似乎從來都不符合這種奇怪的軌道機制，最終使得希臘人的解釋毫無用處。直到1543年，偉大的波蘭天文學家Nicolaus Copernicus(1473-1543)出版了他畢生的著作《De revolutionary ibus》，才最終揭開了奇怪的逆行環路的秘密。通過把地球從太陽系中心的神聖位置降下來，用太陽取代它，哥白尼成功地解釋了行星表面的「反向運動效應」之謎。

都是一種錯覺

事實上，當你在高速公路上與另一輛車擦肩而過時，你會得到同樣的效果：兩輛車都朝同一個方向行駛，但一輛車的行駛速度更慢。當他們通過時，較慢的車會相對於較快的車向後移動。哥白尼對外太空的行星施加了同樣的影響。在即將到來的情況下，地球和火星都在繞太陽的同一個方向運動，但是較慢的一個——火星——似乎比更快的地球——向後移動。在這裡強調一點：火星並不是真的停止或逆轉它在太空的軌道！我們所看到的只是基於視角的幻覺。火星將繼續沿著其環繞太陽的橢圓軌道運行。

我們看到——停止，天空中路徑的扭轉和定期的最終恢復路徑穿越天空,僅僅觀看火星從世俗角度的函數(就像在觀看較慢的車從車越快)的角度來看,我們每個人都穿越空間在不同的軌道圍繞太陽路徑速度不同。8月28日之後，地球和火星的運動將會抵消明顯的反向運動。在今年超過一半的時間裡，地球最終會飛到火星上去(像賽車一樣「炙熱」)，地球最終會把火星遠遠甩在後面。我們現在看到的火星亮度的快速增長將會被逆轉，因此，在今年下半年，將會迅速消退。

博科園-科學科普｜ 文：Joe Rao/Live Science

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