水星逆行又来了,腻不腻啊?

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水星逆行

全国高中生物理竞赛中「水逆」是个最近太常出现的占星/天文术语,用于解释生活中的种种不顺遂异常好用,小至公车过站忘了带钱,大至恋人吵架电脑当机老板抓狂大小症头都适用,有病治病没病强身,在嚷嚷着「都是水逆的错」之前,让我们先来了解一下什么是水星逆行。

逆行之前,先有顺行

 

 

不管是星星月亮还是太阳,或者是等等要另外介绍的八大行星们,天体在空中移动的轨迹,主要是地球的自转与公转造成。地球以日为周期的自转,造成了我们在地表看到天体(如月亮)固定东升西落的运行;而地球绕着太阳公转的周期为一年,公转加自转的变化让星星会比前一晚提早约四分钟出现,四季出现的星座也因此而有变化。

但有一小群星体偏偏和其他的星座移动有所不同,这些星体不像其他星星(在整个天球中的相对)位置固定,古代的希腊人已经观察到它们的位置会有些当时无法解释的变化,他们将这些星体称为「漫游者」(asteres planetai)。「漫游者」包括了当时的人们可以用肉眼认出的水星、金星、火星、木星、土星这五个较为明亮的天体,也就是我们后来所说的行星(planet)。现代行星的定义其实是相当近期才确立下来的[注],但为了行文顺畅,接下来不管年代还是使用行星称之。

如何知道一个行星的位置变化?就跟我们看动画片一样,其实是依据主角旁边的背景往哪个方向移动。每天记录行星的轨迹,就会发现这些行星与天空其他星星的相对位置,多数时候会由西向东移动,也就是所谓的「顺行」;但在某些时候,这些行星与其他星星的相对位置会改变,让我们看起来它换成由东向西移动,也就是我们所说的「逆行」。

火星逆行轨迹

                               在地球上观察火星逆行的轨迹。图/质心物理

Apparent_retrograde_motion_of_Mars_in_2003

 从地球上观察火星在2003年的逆行运动。图/由Eugene Alvin Villar (seav) , CC 3.0

 

逆行

 

 

行星的逆行在以地心说为唯一解释的年代,非常难以解释。

当时托勒密的天文学模型之所以加上很复杂的「周转圆」系统来解释行星的移动,主要就是由于恒星逆行的现象。虽然对于我们来说,周转圆系统真的很不直觉,但在当时却已某种程度上为这样的现象做了描述。

周转圆系统

周转圆系统虽然在我们现代看来很不直觉,却有一定的解释能力了。图/质心教育

中学阶段我们学过哥白尼的日心说以及克普勒的行星三大定律,不记得也没关系,总之讲到太阳系的行星轨道,大家应该可以很自然地想到以下图片:

太阳系轨道

想像行星在轨道上移动,加上克普勒的行星定律告诉我们的,内圈会走得比外圈快。画面有没有很像一群人在操场上跑步?只是圈子很大、人很少、移动速度很快;当内圈的人超过外圈的人时,由于视角的变化缘故,不管是哪方在超车的前后时刻都会有个「错觉」,认为对方正在与自己并肩跑步、甚至向后跑;即使实际上从客观的角度来判断时所有人都向同个方向移动。

逆行原理

蓝色为地球,红色为火星,两者以逆时针方向绕着轨道运行,当在较内圈的地球超越了火星的过程,在地球的我们会短暂看到类似火星「倒退跑」的错觉。图/By Brian Brondel – Own work, CC BY-SA 3.0

所谓的「逆行」就是内圈的星球超车外圈的星球:水星、金星超过地球,或是地球超过火星、木星,在这段「超车」的时间里出现短暂的视差角改变。从地球的视角,原本向东移动的星球会先停下来,逆行一小段时间,之后当超车的星球完全超过,移动视角又恢复为顺行。

其他逆行

 

 

有没有注意到,我们在谈「逆行」时,这件事情不只会发生在水星?水星平均每隔94 天逆行22 天(每年基本上会有3 ~ 4 次水逆);火星每隔25.6 个月逆行72 天,木星每隔13.1 个月逆行121 天,土星每隔12.4 个月逆行138 天。行星逆行的频率其实蛮高的,而且实际上逆行也不只发生会在行星,太阳系内的其他天体包括彗星、小行星等都有机会发生逆行的情况,所以想请假以兹避难的同胞们恐怕要失望了。

古代的中国人有个占星用语称为「荧惑守心」,就是火星(荧惑)逆行停留在天蝎座主星心宿二附近,由于这两颗星体都是红色的,接近在一起常被古人视为极端不祥征兆,会引起战争、皇帝死掉,是个夺朝窜位的良好时机。荧惑守心是个实在太好用的不祥之兆,因此中国史上有记载的往往都是假的。

星星不会逆着走,但人的生活总是有起起伏伏有赚有赔,有时候这些起伏无关努力与否、聪明与否,甚至难以解释。这大概就是「水星逆行」可以带来的抚慰吧!因为不管现在是如何的不顺遂,我们总是可以预期接下来总有一天,水星会恢复为顺行。

  • 注:现行的行星科学定义是由国际天文联合会直到2006 年才提出,过程中也充满争议。

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