1577年，第谷與幾百英里外的一位德國(guó)天文學(xué)家商定，在某夜某時(shí)記錄下這顆彗星相對(duì)于星空背景的位置，而第谷本人在丹麥他自己的天文臺(tái)觀測(cè)。第谷對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析研究，他發(fā)現(xiàn)不管觀測(cè)者位于何處，觀測(cè)到的彗星相對(duì)于星空背景的位置幾乎相同，看不出有什么改變。就是說(shuō)，彗星的視差比月亮的視差要小得多。這就意味著，彗星距離地球比月亮距離地球要遠(yuǎn)得多。事實(shí)是，第谷斷定這顆彗星與地球的距離至少是地球與月亮距離的四倍，即約一百萬(wàn)英里。

　　這個(gè)數(shù)字并不準(zhǔn)確。實(shí)際上，這顆彗星離地球還要遠(yuǎn)得多。但第谷的結(jié)論仍然是有重要意義的，它說(shuō)明彗星不可能是一團(tuán)燃燒著的空氣。由此可見(jiàn)，亞里士多德的理論是錯(cuò)誤的，彗星跟其他行星一樣，是一種天體。

　　牛頓萬(wàn)有引力定律完美解釋了天體運(yùn)動(dòng)

　　在第谷所處的時(shí)代，天文學(xué)家們已開(kāi)始對(duì)宇宙有了新的看法。

　　1543年，波蘭天文學(xué)家哥白尼寫(xiě)作了《天體運(yùn)行論》，哥白尼認(rèn)為只有月亮在以地球?yàn)橹行牡膱A形軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)；地球本身繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng)；所有別的行星也繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)和所有繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的天體構(gòu)成“太陽(yáng)系”。

　　德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒，曾經(jīng)是第谷的助手，他不完全贊同哥白尼的理論。他在研究了行星在天空中的運(yùn)動(dòng)以后，曾于1609年指出，行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道不是圓形的，各行星沿著“橢圓軌道”繞太陽(yáng)運(yùn)行。

　　開(kāi)普勒關(guān)于橢圓軌道的見(jiàn)解，用來(lái)解釋行星的運(yùn)動(dòng)是很適合的，但仍然存在不少懸而未決的問(wèn)題。例如，為什么行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道不是圓形或其它形狀的曲線，而是橢圓形呢?為什么行星在靠近太陽(yáng)時(shí)要比遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)運(yùn)行得快一些呢?

　　英國(guó)科學(xué)家牛頓為這一類的問(wèn)題找到了答案。1687年，他發(fā)表了一本著作，其中敘述了“萬(wàn)有引力原理”。按照這一原理，宇宙間任何物體都與別的物體相互吸引，兩物體間的引力與每個(gè)物體的“質(zhì)量”(它所包含的物質(zhì)的多少)及兩物體之間的距離有關(guān)。引力的大小能用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式來(lái)計(jì)算。

　　牛頓說(shuō)明了如何運(yùn)用這一公式準(zhǔn)確計(jì)算月亮繞地球運(yùn)行和行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道。這個(gè)公式也可以用于解釋各行星的運(yùn)行為什么時(shí)而快時(shí)而慢，為什么有的行星運(yùn)行速度大于別的行星。用萬(wàn)有引力原理還可以說(shuō)明地球上的潮汐和許多別的現(xiàn)象。

　　牛頓證明，物體在萬(wàn)有引力定律的作用下，不僅循著橢圓運(yùn)動(dòng)，在一定的條件下，天體運(yùn)行的軌道可能不是像圓周或橢圓那樣的閉合曲線，還可能是斷開(kāi)曲線，也就是所謂拋物線或雙曲線。

　　哈雷和牛頓一樣，堅(jiān)定不移地相信萬(wàn)有引力定律是一條普遍的定律。因此，他們認(rèn)為彗星的運(yùn)動(dòng)，也應(yīng)該符合這一定律。但是彗星的軌道究竟是哪一種曲線呢：橢圓、拋物線還是雙曲線?

　　最早被預(yù)言回歸的哈雷彗星

　　18世紀(jì)初，哈雷在不同的時(shí)間內(nèi)觀察了24顆彗星，算出了這些彗星的軌道。哈雷把這些彗星加以比較研究之后，獲得了一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)：原來(lái)在1531年、1607年和1682年出現(xiàn)的三顆彗星的軌道幾乎是重合的。于是哈雷斷定這三次所看到的其實(shí)不是三顆不同的彗星，而是同一顆彗星，它每隔76年再回到太陽(yáng)附近。

　　哈雷的這一發(fā)現(xiàn)說(shuō)明，至少有一些彗星不是按著拋物線運(yùn)行，而是按著橢圓運(yùn)行的。哈雷很有把握地預(yù)言說(shuō)，這顆彗星將于1758年重新回到太陽(yáng)附近的天空中來(lái)。

　　哈雷沒(méi)有來(lái)得及證實(shí)他自己的預(yù)言，就在1742年死去了。但是他的研究卻聞名于世。1758年快來(lái)了，哈雷彗星引起了全世界科學(xué)家的普遍注意。哈雷的預(yù)言會(huì)不會(huì)被證實(shí)呢？哈雷彗星會(huì)不會(huì)回來(lái)呢？

　　18世紀(jì)中葉，被稱為天體力學(xué)的天文學(xué)得到了很大的進(jìn)步。天文學(xué)家們運(yùn)用萬(wàn)有引力定律，已經(jīng)能夠?qū)⒛承┨祗w的引力對(duì)另一些天體運(yùn)行的影響非常精確地計(jì)算出來(lái)。天才的法國(guó)天文學(xué)家克連勞計(jì)算了大行星木星和土星的引力對(duì)哈雷彗星運(yùn)行的影響，在進(jìn)行了許多極其復(fù)雜的計(jì)算之后，得出了一個(gè)結(jié)論，他說(shuō)哈雷彗星應(yīng)該在1759年4月通過(guò)它自己軌道的近日點(diǎn)。

　　克連勞的推算在1758年11月發(fā)表了，一個(gè)月之后，在雙魚(yú)星座里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)模糊的小斑點(diǎn)。這就是哈雷彗星，它果然重新回到太陽(yáng)這里來(lái)了。這顆彗星幾乎恰恰是在克連勞所指出的那個(gè)日期通過(guò)了它的近日點(diǎn)。這件事曾經(jīng)被當(dāng)作盛大的科學(xué)節(jié)日來(lái)慶祝。彗星的運(yùn)行原來(lái)是符合萬(wàn)有引力定律的，這就又一次證明了這條定律的普遍性。

　　哈雷彗星是當(dāng)今最著名的彗星。它恰好于1066年諾曼底的威廉準(zhǔn)備進(jìn)攻英格蘭時(shí)出現(xiàn)，也恰好在耶穌誕生的公元前11年出現(xiàn)。有些人認(rèn)為，說(shuō)不定它就是“伯利恒之星”。

　　我國(guó)史書(shū)上對(duì)哈雷彗星的出沒(méi)有詳細(xì)的記載。《春秋》記載：魯文公十四年(公元前613年)“秋七月，有星孛入于北斗�！边@是世界上最早的關(guān)于哈雷彗星的確切記載。從公元前240年起，哈雷彗星每次出現(xiàn)，我國(guó)都有詳細(xì)記錄，這是其他國(guó)家所沒(méi)有的。

　　哈雷百年后才算出第二顆彗星軌道

　　值得慶幸的是，哈雷彗星的軌道較短，每隔75年左右它就能回歸一次。19世紀(jì)出現(xiàn)的某些彗星，如分別在1812年、1861年、1882年出現(xiàn)的彗星，是十分巨大而明亮的。但它們的軌道很可能非常長(zhǎng)，因此需要數(shù)以千年計(jì)的時(shí)間才能回歸一次。上次它們接近太陽(yáng)時(shí)，地球上的居民還是穴居野處的原始人。

　　哈雷彗星的軌道比現(xiàn)存的任何一顆發(fā)光彗星的軌道都短。它是至今軌道已知并能確切預(yù)告回歸時(shí)間的唯一的一顆發(fā)光彗星。

　　哈雷對(duì)1682年彗星回歸的預(yù)見(jiàn)和彗星在1759年的如期回歸，使天文學(xué)家們對(duì)彗星更加注意。他們使用望遠(yuǎn)鏡可以確定許多用肉眼看不到的暗弱彗星的位置。這樣，他們就無(wú)須坐等周期很長(zhǎng)的亮彗星的出現(xiàn)了。

　　由于一種特殊的原因，天文學(xué)家們?cè)?8世紀(jì)時(shí)，對(duì)彗星的研究曾一度失去信心。在哈雷計(jì)算出哈雷彗星的軌道以后，人們認(rèn)為從此許多彗星軌道都能計(jì)算出來(lái)。但是在哈雷之后的一百年內(nèi)，人們并沒(méi)有計(jì)算出其他彗星的軌道。

　　以后，在1818年，法國(guó)天文學(xué)家吉恩·龐斯找到了一顆彗星，他認(rèn)為這是一顆新的彗星。德國(guó)天文學(xué)家約翰·恩克研究了它的軌道，并且發(fā)現(xiàn)了有幾次出現(xiàn)的彗星是沿著同一軌道運(yùn)行的。例如，1786年、1795年和1805年出現(xiàn)的彗星，都是如此。

　　以這個(gè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，恩克計(jì)算了這顆彗星的軌道后發(fā)現(xiàn)，它的軌道是一個(gè)非常短的橢圓形，它每隔3.3年就回歸并靠近太陽(yáng)一次，它的橢圓軌道很短，連木星軌道都達(dá)不到。

　　這顆彗星從此被稱為“恩克彗星”。它是繼哈雷彗星之后，第二顆按推算時(shí)間重新出現(xiàn)的彗星。

　　恩克彗星是一顆“短周期彗星”。盡管在恩克所處的時(shí)代之后，許多彗星軌道相繼被計(jì)算出來(lái)，但是，沒(méi)有一顆別的彗星軌道比恩克彗星更短，這就是說(shuō)，沒(méi)有別的彗星會(huì)像它那樣經(jīng)�；貧w并靠近太陽(yáng)。

　　事實(shí)上，所有短周期彗星(每隔幾年回歸并靠近太陽(yáng)一次的彗星)都是亮度微弱的。每次回歸中形成的彗發(fā)在斥力作用下都會(huì)成為彗尾，而且不再?gòu)?fù)現(xiàn)。因此，彗星每次回歸時(shí)形成彗發(fā)和彗尾的原料越來(lái)越少。這就是說(shuō)，一顆彗星的亮度必然會(huì)隨著回歸次數(shù)的增加而減小，并漸漸地消失。短軌道彗星由于回歸次數(shù)頻繁而早就失去了光彩。只有那些長(zhǎng)軌道的彗星由于相隔很長(zhǎng)時(shí)間才返回太陽(yáng)近旁一次，所以，它們?cè)诿看位貧w時(shí)依然是明亮的。

　　延伸閱讀

　　彗星究竟是什么？

　　1950年，荷蘭天文學(xué)家簡(jiǎn)·奧爾特提出，在太陽(yáng)系邊遠(yuǎn)的區(qū)域，有一個(gè)由許多小天體組成的群帶。它們離地球大約有幾億英里遠(yuǎn)，所以即使用最高倍的望遠(yuǎn)鏡，也無(wú)法看到。在那里可能有一億個(gè)小天體。當(dāng)它們走近太陽(yáng)的時(shí)候，就變成彗星。

　　美國(guó)天文學(xué)家弗雷德·惠普爾認(rèn)為，彗星來(lái)自一個(gè)十分遙遠(yuǎn)的地區(qū)，那里溫度很低。構(gòu)成彗星的主要成分是地球上的氣態(tài)物質(zhì)，比如氨、甲烷、佩等氣體。這些物質(zhì)在那里是固態(tài)的，像冰一樣的。組成彗星的物質(zhì)還有普通的冰(即凍結(jié)的水)。在冰狀物質(zhì)中可能還分布著細(xì)小的巖石顆粒。而在冰狀物質(zhì)的中心，有的可能還有一個(gè)巖石核心，有的卻沒(méi)有。每當(dāng)彗星接近太陽(yáng)一次，組成彗星的冰狀物質(zhì)就會(huì)蒸發(fā)，而巖石顆粒就會(huì)被分離出來(lái)形成彗發(fā)。

　　1958年，美國(guó)科學(xué)家尤金·諾曼·帕克指出，微小的粒子(有的甚至比原子的體積還小)不斷快速地從太陽(yáng)朝四面八方發(fā)射出來(lái)，它們形成了“太陽(yáng)風(fēng)”。彗發(fā)受到太陽(yáng)風(fēng)的沖擊，在背離太陽(yáng)的方向形成了彗尾。

　　第一次接近太陽(yáng)的彗星能產(chǎn)生比太陽(yáng)體積還大的巨大彗發(fā)和伸展幾億英里的長(zhǎng)彗尾。彗星在多次經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近以后，失去了構(gòu)成自身的大量物質(zhì)，亮度很快減弱。即使是哈雷彗星，它的亮度也在逐漸減弱。

　　太陽(yáng)系中的彗星很多，估計(jì)大約數(shù)以萬(wàn)億計(jì)。著名的天文學(xué)家開(kāi)普勒講過(guò)：“彗星在天空里就像魚(yú)在大海里那樣多�！庇捎诮^大多數(shù)彗星很暗，離我們太遠(yuǎn)，所以很難看到。目前人類可以看到的彗星約1500顆左右。其中，明亮的只有20多顆。彗星的質(zhì)量非常小，1000億顆彗星的質(zhì)量合起來(lái)也只有地球的十分之一。