恒星不再是“固定的”

按照古希腊人的观念，恒星固定于最外一层天球上。“恒星”这个词儿本身的意思就是“固定的星星”。连哥白尼也把繁星密布的天空视为笼罩着太阳和诸行星的穹庐，伽利略和开普勒也这样想。

于是，当哥白尼提出地球在一个很大的轨道上环绕太阳运行时，他的反对者就提出这样运行的结果必然会产生恒星的“视差位移”，并以此作为反驳哥白尼的论据。确实，当地球从太阳的一侧跑到另一侧时，恒星天球看起来就应该有偏移，这和从不同角度观看大河对岸的街灯，或者分别用左眼和右眼观看放在眼前的手指，道理是一样的。这种偏移应该可以由恒星位置的明显偏移来直接证明。换句话说，地球本身的轨道运动将会造成恒星的“视差位移”。可是，事实却对哥白尼派大为不利：谁也没能发现恒星的位置真有这样的偏移。

哥白尼派为自己辩护，说恒星天球极其遥远，因此视差位移小得根本无法测量；与恒星天球的大小相比，整个地球的轨道只不过是一个小点而已。也就是说，恒星的距离远得无法测量。

起初，这似乎只是哥白尼派为了使自己免遭失败而寻找的软弱遁词。但是，1718年发生了一件令人惊异的事件，它终于改变了天文学家们对恒星和“恒星天球”的看法。

那一年，哈雷发现至少有3颗很亮的恒星，即天狼星（大犬α）、大角星（牧夫α）和毕宿五（金牛α）的位置与古希腊天文学家测量的结果明显不同。好几位杰出的古希腊天文学家各自独立地工作，他们测出的这几颗星的位置是互相吻合的。但是，哈雷的观测结果与他们不一致。

第谷的星图比古希腊人的星图更精确，然而，从一个半世纪之前的第谷时代到哈雷的时候，天狼星的位置也已经稍有偏移了。

唯一合乎逻辑的结论是恒星并不是固定的，它们各有自己的运动，这叫作恒星的“自行”。倘若全部恒星的自行速度都大致相近的话，那么离我们近的恒星在天穹上的位置看起来就会比遥远恒星的位置变动得更快，这就像近处的汽车仿佛比远处的汽车跑得更快一样。因此，天狼星、大角星和毕宿五也许比别的恒星离我们更近些吧。况且，这3颗星在全天众星中又均属最亮之列，因此它们离我们特别近就越发可信了。

从此人们才明白：恒星原来并不是“固定的星星”，恒星天球其实并不存在，满天的星星原来离我们是有近有远的。

恒星离我们究竟有多远呢？哈雷以及在他之后的许多优秀天文学家，在寻找这个问题的答案时，统统都失败了。

恒星实在离我们太远了。如果用三角法来测量它们的距离，那么即使将整个地球的直径——约12 800千米作为基线，还是嫌太短。再进一步，就是干脆拿地球公转轨道的直径作为基线，它几乎有3亿千米那么长！这样做的结果又如何呢？

倘若恒星离我们有远有近，倘若哥白尼的日心说又是正确的，那么如图27（甲），某一天地球在E₁这个位置，这时地球上的人看S₁和S₂两颗星，它们几乎就在同一个方向上；但由于S₁比较近，S₂比较远，所以当6个月后地球绕太阳转了半圈，跑到E₂处再看它们时，S₁和S₂的方向就相差较多了。我们可以打一个比方，如图27（乙），人站在位置甲看街灯1和街灯2，它们差不多在同一个方向上，好像紧靠在一起，但跑到位置乙去看，两盏灯就分开了。

图27　从不同的方向进行观察：（甲）两颗星的相对位置，（乙）两盏灯的相对位置

多少年过去了，谁也没有见过星座的形状竟会随着季节而变化。这实在是对哥白尼学说的严重挑战，它正是维护地心学说的人据守的最后一个堡垒。

可是，哥白尼并没有错：地球确实在绕着太阳转动。

在图27（乙）中，如果街灯1离开位置甲是140米，而位置乙却仅仅从甲偏开1毫米，那么您还能察觉两盏街灯方向之间的变化吗？显然不能了。

今天我们已经知道半人马α星是离开太阳最近的一颗恒星，离我们达41万亿千米。这个数字与地球公转轨道直径3亿千米相比，正好与上面所说的140米与1毫米的比例相近。因此，单凭肉眼或者普通的仪器，根本无法察觉这颗星的方向发生变化。其他恒星比半人马α星更加遥远得多，自然也就更难发现它们的方向因地球公转而造成的偏移了。

然而，大望远镜的问世，精密测量仪器的诞生，在长期的实践中积累起来的丰富经验，终于使人们战胜了这种几乎无法测量出来的微小变化。

这又是一段动人心弦的精彩故事。