预测恒星的运动
著名的球状星团杜鹃座 47,含有数百万颗恒星(图源:哈勃拍摄,NASA and Ron Gilliland (Space Telescope Science Institute);地面拍摄,David Malin, © Anglo-Australian Observatory) “疯狂”天文学家 Erik Holmberg,这位仁兄在没有计算机的年代完成了两个恒星系统交汇的模拟。下图左边是他模拟的恒星系统交汇过程中的形态演化,右边则是我们拍到的合并星系 NGC 2207。
这项工作可是在 1941 年发表的,还要再等五年,人类第一台计算机才会诞生。前面提过,没有计算机帮助这样的计算可是要出人命的。而 Holmberg 活到了 92 岁,显然并没在 33 岁的时候就累死在稿纸堆里。那他是怎么做到的呢?
Holmberg 找了 74 个灯泡来代表两个星系。对,你没看错,74 个灯泡!他给不同的灯泡通上了不同的电压来代表星系中恒星的密度分布。越靠近中心电压越高,灯泡也就越亮,他通过移动灯泡来模拟星系在交汇过程中的演化。可怎么计算每个灯泡下一步应该挪到哪里去呢?Holmberg 找来了光电管测量各处的光强。因为光与引力一样是遵循距离平方反比衰减的,他巧妙地利用光强的测量代替了引力的计算。
就这样,史上第一个天体系统动力学演化的模拟就算是完成了。当然,这个模型的分辨率很低——用 37 个灯泡代替整个星系是有点勉强的。那多加灯泡不行吗?醒醒吧,刚才我们提到的球状星团有多少恒星来着?几十万颗。几十万个灯泡,要开烧烤店么?