李希爾是怎麼發現地球不是完全球形的呢?
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在1672年,法國天文學家李希爾應法國科學院的邀請前往南美洲的卡宴島,這裡的位置靠近赤道,可以清楚地觀測火星的衝日現象。在這裡不久,李希爾發現帶來的天文擺鐘出現了怪異的問題,每晝夜慢兩分半,這個問題似乎並不可能發生在這種精確的鐘上。經過詢問其他旅客,他發現他們的鐘也出現了同樣的問題。為了解決這個問題,李希爾決定調節擺鐘的快慢,因為根據鐘擺原理,鐘擺越長走的越慢,反之則走的越快。於是,他轉動了擺錘下的螺絲,將擺長縮短了近3釐米,鍾就準確了。
然而,當李希爾回到巴黎後,發現鍾又不準了,這一次是每晝夜快兩分半。他只好將擺長放長3釐米,這樣鍾又恢復了準確度。李希爾很好奇這個問題的原因,於是他進行了深入研究。最終,他得出了一個驚人的結論——這是因為地球不是完全的圓形。
這個結論是通過他對牛頓力學的應用得出的。當時人們普遍認為地球是一個完全的球體,但牛頓認為地球是扁的,即扁橢球體。這種扁度被稱為“扁率”,它是由赤道半徑和極半徑的差異所決定的。牛頓通過力學原理計算出了地球的扁率為1∶230(現在精確計算為1/298.257)。李希爾通過檢視世界地圖,瞭解到卡宴島的緯度為2°,而巴黎的緯度為45°,巴黎比卡宴島離地心更近。根據牛頓的理論,他計算出在卡宴島時鐘應當縮短2.88釐米的擺長。
然而,卡西尼家族並不同意李希爾的觀點。卡西尼家族是法國天文學界的大家族,曾四代相繼擔任巴黎天文臺臺長職務,他們堅持認為地球的形狀像一個豎立的雞蛋,是長橢圓形的。兩人因此意見不一,不過後來證實了李希爾才是對的。
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