木星上的壮丽景观：太阳系中最大风暴，一吹就是数百年……
木星是太阳系行星中的巨无霸 ， 其直径是地球直径的11倍 。 换句话说 ， 如果把木星当成一个容器 ， 里面能装下1300多个地球 。 此外 ， 木星的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍 ， 其中包含着75%的氢、24%的氦和1%的其他元素 。
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木星
木星是天空中第四明亮的天体 ， 仅仅逊于太阳、月球和金星 。 木星是一个气态行星 ， 没有固体的表面 。 它大概花12年能绕太阳转上一周 。 因此中国古代把木星称为“岁星” ， 并以此为基础创造了十二生肖的概念 。 而木星上有一个最壮丽的景观 ， 那就是整个太阳系中最大的风暴：大红斑 。
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大红斑
最早发现大红斑的人 ， 是英国著名物理学家罗伯特·胡克 。
1635年 ， 胡克出生在英格兰的怀特岛 。 很像牛顿 ， 他也有一个充满苦难的童年 。 由于身材矮小 ， 以及先天性驼背 ， 胡克在小学没少受坏孩子的霸凌 。 13岁那年 ， 他爸爸去世了 。 为了维持生计 ， 胡克只好背井离乡 ， 跑到伦敦去当学徒 。
幸好 ， 他天资聪颖 ， 成功考入了威斯敏斯特中学 。 这也成为他命运的转折点 。
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罗伯特·胡克
18岁那年 ， 胡克考入了牛津大学基督教堂学院 。 20岁的时候 ， 他成为英国化学家罗伯特·波义耳的助手 。 25岁那年 ， 他就发现了“胡克定律” 。
28岁那年 ， 他又发明了一种高分辨率的显微镜 ， 从而第一个看到了植物细胞的细胞壁 ， 进而率先提出了“细胞”的概念 。 由于这些贡献 ， 胡克在不到30岁的时候就被选为了英国皇家学会的院士 ， 并被人们誉为“伦敦的达芬奇” 。
成名后的胡克也逐渐变得傲慢起来 ， 开始时不时地打压新人 。 1672年 ， 他盯上了一个声名鹊起的新人 。 此人比胡克小7岁 ， 因为发明了一种新型望远镜 ， 而在不到30岁的时候当选为英国皇家学会的院士 。 应皇家学会的邀请 ， 新院士到了伦敦 ， 做了一场关于光学的演讲 。 演讲结束后 ， 胡克竟然跳出来砸场子 ， 把新院士的理论批驳地一文不值 。
事后证明 ， 这是胡克一生中所犯过的最大的错误 。 因为他得罪的这个新院士 ， 就是大名鼎鼎的牛顿 。 两个从小受尽苦难折磨的天才 ， 就这样开始了一场延绵数十年的命中注定的战争 。
冲突过后 ， 牛顿回到了剑桥大学 ， 开始过与世隔绝的生活 。 但是两人的孽缘并没有结束 。 1679年 ， 胡克给牛顿写了封信 ， 说他刚当上皇家学会的秘书长 ， 想要和牛顿探讨一下学术问题 。 随后 ， 两人你来我往地写了很多信 。 在此期间 ， 胡克告诉牛顿 ， 他认为任意两个物体之间都存在引力 ， 且这种引力与物体间的距离平方成反比 。 这就是我们以前讲过的平方反比律 。 但问题是 ， 胡克仅仅提出了这么一个猜想 ， 却完全无法证明它的正确 。 因为要想证明它 ， 就必须用到由牛顿发明、其他人都不会的微积分 。
前面讲过 ， 牛顿于1687年出版了人类科学史上最伟大的著作《自然哲学的数学原理》（简称《原理》） 。 在这本书中 ， 牛顿用他发明的微积分 ， 证明了从引力的平方反比律出发可以推导出开普勒三定律 。 这本书的出版 ， 让牛顿直接登上了科学的神坛 。
就在这时 ， 胡克出了一个大昏招：他给牛顿写信 ， 要求牛顿修订《原理》 ， 承认自己才是平方反比律的发现者 。 这个要求彻底激怒了如日中天的牛顿 。 他给胡克回信 ， 说这个定律早就有人提出了（例如前面介绍过的布利奥和博雷利） ， 跟胡克没有任何关系 。 为了嘲讽胡克 ， 牛顿还在信中写了一句特别恶毒的话：“如果我能看得更远一点的话 ， 是因为我站在巨人的肩膀上 。 ”其中的潜台词是 ， “我的所有成就 ， 都与你这个驼背的矮子无关！”
搞笑的是 ， 这句明明是用来骂人的话 ， 后来竟然变成了用来展现牛顿谦虚品质的名言 。
《原理》出版以后 ， 两人之间的战争就逐渐失去了悬念 。 随着牛顿的步步高升 ， 胡克在皇家学会的地位也渐渐被边缘化 。 1703年 ， 胡克逝世 。 随后 ， 牛顿当上了英国皇家学会的会长 。 他对当年打压过自己的胡克进行了残酷的报复 ， 关闭了胡克的实验室 ， 烧毁了胡克的画像 ， 还抹掉了胡克在皇家学会的一切痕迹 。 但时间最终还是为胡克平了反 。 现在人们普遍承认 ， 胡克也是17世纪的科学巨匠之一 。
言归正传 。 1664年 ， 胡克看到木星上有一个非常巨大的斑点 。 时至今日 ， 这个斑点依然没有消失 。 换句话说 ， 它已经至少存在了350多年 。 这个斑点 ， 就是著名的大红斑 。
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大红斑
事实上 ， 大红斑的颜色并非固定不变 。 它有时会变成深红色 ， 有时会变成浅红色 ， 有时还会变成白色 。 那人们为什么要称这个会变色的斑点为大红斑呢？其实是由于一个画展 。
1711年 ， 意大利画家多纳托·克雷蒂在梵蒂冈办了一个画展 ， 其主题是太阳系的各个天体 。 在画木星的时候 ， 克雷蒂把这个大斑点涂成了红色 。 这幅画在画展上受到了一致的好评 。 从那以后 ， 人们就把这个斑点称为大红斑 。
大红斑到底是什么呢？你可以把它理解成一个在木星上肆虐的超级风暴 。 当然 ， 它的规模已经远远超越地球人对风暴的认知 。 地球上最大的风暴 ， 最多能装下1个日本；而大红斑块头最大的时候 ， 能装下整整3个地球 。 此外 ， 大红斑的最高风速能达到180米每秒 。 你不妨想象一下 。 一个块头比地球还大的风暴 ， 以180米每秒的风速 ， 肆虐了至少350多年 ， 这是一件多么恐怖的事情！
大红斑还有一个特殊之处 。 众所周知 ， 地球上的风暴可以在地球表面自由移动 。 但大红斑不同 。 它被锁死在南纬23°的附近 ， 只能沿东西方向、而不能沿南北方向移动 。 这是因为大红斑被夹在了两股沿东西方向运动的强大气流之间 。 为了便于理解 ， 你可以把大红斑想象成一个夹在两条传送带之间的皮球 ， 只能沿传送带的方向滚动 。
直到今天 ， 大红斑对人类而言依然是迷雾重重 。 比如说 ， 现在还没人知道它到底是如何诞生 ， 没人知道它究竟有多古老 ， 也没人知道它为何能持续如此之长的时间 。
不过最近几十年的天文观测揭示了一件非常有趣的事情：大红斑正在越变越小 。 块头最大的时候 ， 它的长度能达到地球直径的3倍；而现在 ， 它的长度只有地球直径的1.3倍 。 与此同时 ， 木星上正在崛起一股新生的力量 ， 这就是所谓的小红斑 。
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小红斑
在2000年3月 ， 3个椭圆形小风暴合并在一起 ， 从而形成了一个新的巨型风暴 ， 也就是小红斑 。 此后的十多年间 ， 小红斑变得越来越大 ， 目前其长度已经达到了地球直径 。 照这个势头发展下去 ， 或许在不远的将来 ， 已经肆虐了至少350多年的大红斑 ， 就将拱手让出太阳系最大风暴的宝座 。
说几句题外话 。 2011年8月5日 ， NASA发射了朱诺号卫星探测器 。 在飞行了4年11个月以后 ， 它于2016年7月5日顺利进入了绕木星飞行的轨道 ， 开始对木星进行科学研究 。
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米诺号卫星探测器
2018年3月8日 ， 朱诺号项目组在著名学术期刊《自然》上发表了一篇论文 ， 描绘了一个在整个太阳系都堪称绝无仅有的奇观：在木星北极 ， 一个极地气旋周围还环绕着8个气旋；而在木星南极 ， 一个极地气旋周围还环绕着5个气旋 。
为什么木星的两极地区会出现如此奇怪的景观？目前人们还找不到任何头绪 。 这说明 ， 木星的大气系统远比人们原来的预想要复杂 。
做个总结 。 1664年 ， 胡克看到木星上有一个非常巨大的斑点 。 在1711年的一个画展上 ， 意大利画家克雷蒂把它画成了红色；从那以后 ， 人们就把它称为大红斑 。 大红斑是一个超级风暴 ， 以180米每秒的风速在木星上肆虐了至少350多年 。 此外 ， 它就像一个夹在两条传送带之间的皮球 ， 一直被固定在了木星南纬23°的附近 ， 只能沿东西方向、而不能沿南北方向移动 。 最近几十年的天文观测显示 ， 大红斑正在越变越小 。 它的长度已经由块头最大时地球直径的3倍 ， 下降到了现在地球直径的1.3倍 。
照这个势头发展下去 ， 或许在不远的将来 ， 大红斑就将拱手让出太阳系最大风暴的宝座 。
作者：王爽
图源：网络
版权归原作者所有
【木星上的壮丽景观：太阳系中最大风暴，一吹就是数百年……】编辑：张润昕
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