太阳不是标准的球体

太阳不是标准的球体

1859年，法国天文学家勒威耶在计算水星轨道时，发现水星轨道近日点在空间不是固定的，这一现象叫做水星轨道近日点进动。勒威耶当时认为，这一现象可能是水星受到太阳和其他大行星的吸引造成的。于是他把太阳和其他大行星的吸引一一加进去进行计算。

可是费了很长时间，太阳和各大行星可能的吸引都加进去了，计算出来的近日点进动值仍然比观测到的数值小。这个问题引起许多科学家的注意，他们纷纷从自己的研究领域寻找解答。但都没有得到满意的答案。

1916年，世界著名的现代物理学家爱因斯坦提出了广义相对论理论。根据这个理论，所有行星近日点都应当有进动，其中以水星的进动值最大。

详细计算表明，广义相对论给出的水星轨道近日点进动值和实际测量的数值几乎完全相同。于是人们欢呼雀跃，认为水星轨道近日点进动问题解决了，有的人还提出，水星轨道近日点进动问题“是天文学对广义相对论的最有力的验证之一”。

谁知半路上杀出了程咬金。正当人们喜滋滋地庆贺水星轨道近日点进动问题得到解决了的时候，美国物理学家迪克在20世纪60年代提出一个新理论，来解释水星轨道近日点进动问题。

爱因斯坦

这个理论称为标量—张量理论。根据这个理论，太阳自转与小朋友玩的陀螺转动不同。小朋友玩陀螺时，鞭子一抽，陀螺便嗡嗡地转动起来。仔细观察，陀螺上各点的转动速度是不一样的，中间鼓出的部分，转动速度最快；两端尖尖的部分，转动速度几乎为零。

换句话说，陀螺转动时，离旋转轴越近，旋转速度越小；离旋转轴越远，旋转速度越大。而迪克理论认为，太阳是气体，它的自转速度正好和陀螺相反，离旋转轴越近，旋转速度越快。太阳内部的旋转速度约比它表面快20倍。

这种反常的自转，会对水星轨道位置产生一定影响，因而造成了水星轨道近日点进动。仔细计算发现，只要参数选取得合适，它对水星轨道近日点进动的影响也和观测值相符。

两种理论都能解释水星轨道近日点进动，谁对谁错呢？理论上的矛盾一般由实验来评判。天文学的实验就是观测。

标量—张量理论的立足点是：太阳内部的旋转速度比它表面快20倍左右。这个问题得到证实，问题就解决了。另一方面，这个问题又涉及太阳的形状。如果迪克理论成立，太阳就不是一个标准的圆球，而有4．5/10万的扁率。

为了验证自己的理论，迪克和他的同事们设法测量太阳的扁率。他们设计了一架专用的望远镜，对太阳进行了初步测量。1967年公布了测量结果，观测值正好和迪克理论所要求的数值相符。

这个结果一公布，立刻掀起一场轩然大波。迪克理论支持者们高兴得手舞足蹈，他们庆幸标量—张量理论的胜利，欢呼广义相对论的失败。

情况真是这样吗？一些科学家冷静地思索之后，对迪克等人的测量产生了疑问。因为这项测量实在太困难了，地球大气稍微有一点湍动，就会使测量结果出现很大误差。

因此，另一位美国科学家希尔重新组织人力，制造仪器，精心选择观测地址，认真地进行观测。在1973年，他们又公布了一批观测结果：太阳的扁率不到1/100万。

显然，这个数字比迪克等人预计的小得多。于是迪克理论又败下阵来，广义相对论又转败为胜。

关于广义相对论和标量—张量理论谁胜谁负，我们且不去议论它。有趣的是，这场争论引出一个副产品：太阳至少有1/100万的扁率。

这就是说，太阳不是一个标准的圆球，而是一个赤道部分隆起、两极部分凹下的扁球体。这个扁球体的赤道半径比极半径大6．5千米。这6．5千米之差，对如此庞大的太阳来说，当然是微不足道的，但它的存在说明，太阳也像我们地球一样，不是标准的球体。