ASTRONOMY / SERIES 03

火星没有倒车,为什么看起来在后退?

行星逆行并非真的掉头,而是地球和火星相对运动造成的天空视差。

如果每晚都记录火星的位置,你会发现它有时像是在天空里掉头了。

古人很早就注意到这个奇怪现象:行星大多时候沿着一个方向缓慢移动,可有时会放慢、停住,然后往回走一段,再继续原来的方向。天空真的在倒带吗?

一群恒星组成的图案,在短短几晚里几乎不变。行星却会一点点改变自己相对于恒星的位置。只要把位置连续记下来,火星、木星等行星的“路线”就会显露出来。

不过,行星并不是真的在轨道上突然掉头。所谓“逆行”,是从地球上看见的相对运动。

可以把地球和火星想成在跑道上绕圈的两名跑者。地球在更靠里的轨道上运行,速度也比火星快。当我们从地球上追过火星时,火星相对于遥远星星的位置看起来会暂时向后移动。

就像坐在一辆快车里超过旁边的车:那辆车看起来像向后退了,其实它仍然向前开。行星逆行也是类似的视觉效果。

古人没有太空视角,不知道地球和火星分别沿什么轨道运行,但他们可以把行星位置一夜一夜记录下来。如何解释这条看起来曲折的路线,则是另一道难题。

古希腊天文学家托勒密用地心体系和复杂的几何圆周来计算行星位置;后来,哥白尼提出日心体系,解释框架发生变化。现代天文学则用行星绕太阳运行、地球也在运动的模型解释逆行。

这段历史提醒我们,记录可以比解释活得更久。古人对行星位置的观察并不会因为后来模型改变就失去价值;相反,越完整的旧记录,越能让新模型接受检验。一个理论不只要讲得通,还要能够解释真实天空中反复出现的现象。下次看到火星在星图上似乎“倒着走”,不妨想象自己正坐在地球这辆快车上,绕太阳追过另一位跑者。古人同样会记录日月星辰的变化,下一篇我们就看看这些记录怎样帮助他们寻找日食周期。

延伸阅读:行星逆行、托勒密体系

好奇心,是认识世界的第一步。