当地球伴随着太阳冉冉升起
那么,我们究竟发现了什么?
无论行星的自转轴与轨道面的夹角是多少,太阳在东方地平线上的位移都等于这个角度的两倍——即太阳照射到赤道上的角度。换言之,当你身处地球(例如在赤道地区度假或者乘坐轮船的时候),日升点相对正东方的向北与向南的最大位移是47度。站在火星赤道上看,这个角度是50度。
如果你站在行星的其他地方观察,例如在纬度不同的地方,结果会有什么差异呢?
下面这个等式可以测算出太阳的位移情况:
Sin D=sin δ/ cos φ2
D=相对正东或正西的最大位移(向北或向南)
δ= 行星倾角(斜度)
φ= 观察者所在地区的纬度
放入适当的数字,就能计算出太阳相对正东或正西的最大位移(向北或向南)——即至日太阳所在的位置。
以我们最熟悉的巨石圈为例,从那儿观察到的太阳的位移情况应该如下:
巨石圈的纬度是北纬51.2,地球倾角23.3度。
将这些数字代入等式,再计算一下,得出答案:
从巨石圈看,太阳相对正东方的最大向北位移角度为39.5度。
当我们观看巨石圈的航测图的时候,会发现,巨石圈“大道”的尽头恰好与巨石圈的中轴呈39.5度夹角,而且在那儿有个标记——“踵石”(因为这块石头上刻着一个很小的脚跟形图案,也许是在其漫长的几千年历史中某个守夜等待日出的人刻下的)。
每年夏至,若天气晴朗(在现代英国并不多见),光芒万丈的太阳会从踵石标记的上方升起,这是古代建筑师天文学视角的充分体现。
那么,火星上是否也曾有过这么一位天才建筑师呢?
火星之城与“火星脸”的纬度不难查到:它就印在国家太空科学数据中心出版的“海盗号”照片上面,照片的4个角和中心都标注有准确的经度和纬度。
经过一些测量,我发现“城市广场”所在地是北纬41.8度,这个“广场”相当于地球上巨石圈的中心。再参考迪彼得罗与莫伦纳公布的“金字塔”资料确定“北方”和“东方”,我又测量了“广场”上5座“建筑”的中心到“火星脸”的直线,发现“城市广场”中心和“火星脸”的“嘴部”连线的方位角是23.5度。“城市广场”与“火星脸”从上缘到下缘的各条连线形成的角度范围,最高是27.5度(相应的连线从北面掠过“火星脸”),最低是21.5度(相应的连线从南面擦过“火星脸”的“下颚”)。这样的角度范围向我提出了一个问题。
从巨石圈中心看去,“踵石”是一个点状标记,而若站在“城市广场”中心观察,会发现“火星脸”的体积要大很多,视角度数接近7度,是从地球上看满月宽度的整整14倍。这样一幅宏伟的景观,如此开阔的视角范围,究竟哪个角度代表该纬度的夏至点呢?或者,从另一个角度看,“火星脸”的哪个部分——前额、鼻子、嘴巴或者下颚——是夏至太阳升起的标记点呢?
暂时把这个难题放到一边。我决定先完成计算,看看究竟哪条连线的角度是最重要的。
结果却发现任何一条连线的角度都不代表夏至点。
根据计算,目前从火星之城的中心来看,东方地平线的夏至点,其方位角应该是34.9度(偏东北)——比“火星脸”最北端的方位角还大7度。
我又重复了一遍整个计算步骤,得到同样的结果。好吧,如果这真是与地球人不一样的火星人造出来的“巨石圈”,也许我不应该选择“城市广场”作为日出观察点。“城市”里还有许多目标可以选择。太多了。不过,它们都不像“广场”那样有着鲜明的几何特征——位于四座“建筑”中心,而且中间还有个圆形的第五座“建筑”。其他位置的地面上也找不到恰好指向“火星脸”的线形痕迹。
也许我的直觉——“火星脸”是夏至日的标记——是错的,“火星历”上还可能有许多其他重要的日子值得记录,例如太阳到达地平线最北端之前或之后,或者开始向南方位移的时候,或者是从火星上看地球离太阳最近的日子……
“火星脸”既然这么像人类的脸,是否说明它是为了纪念人类的居住地——地球与火星的关系而修建的呢?不妨假设“城市”/“火星脸”的几何关系是为了这个目的而设计的……
难道,是为了让观察者在火星的早晨观看地球从“火星脸”的上方升起?
或者建筑师是想吸引地球探索者注意到他的作品,抑或是记录某段密码中关键的一环?
这些推测无法帮助我解决问题。
从火星上看,当地球位于太阳西侧的时候,总是高高地挂在天空。而在其他时间里,地球位于太阳的东侧,只在日落前作为“黄昏之星”出现。
不过,这样的判断只是凭借感觉经验作出的,在两种情况下也有例外:首先是当地球位于轨道远端一侧的时候(相对火星视角而言),在火星上几乎看不到它;其次是地球经过太阳与火星“之间”的时候,会被太阳的光辉掩盖,消融在火星稀薄的大气中。
我意识到,有一个时间是很重要的,就是在火星上看不到地球的那段时间结束之后,火星与地球的轨道运动“联手”使地球从火星的天空升起来之时——恰好在火星破晓之前。
地球偕日升的画面,其震撼效果堪比日出:先是闪闪发光的地球华丽地升上天空,接着是破晓,太阳的光辉又把它吞没。
我的思绪又回到古埃及人身上。
古埃及人崇拜的天狼星就是在日出之前升上天空的恒星,它在古埃及宗教、文化与经济方面有着关键的地位。因为,尼罗河每年的汛期就是当天狼星恰好在破晓前升起时开始的。那时,它是除了太阳之外天空中最亮的星,光华灼灼的天狼星在那一天会如太阳般升起。
古埃及人在他们的很多庙宇中神化了这一自然现象,他们每年的宗教仪式都要再现第二明亮的天狼星伴随在太阳神“拉”的身边,升上天空的情景。
地球“魔术般地”再次出现在火星天空,很容易让“火星人”把它当成一颗神奇的“恒星”——自从地球几周前消失在落日的余晖中之后,没有什么可以与它再次出现的重要性相比。
“火星脸”是不是指示地球在破晓前“偕日而升”的标记?
在地球上,还有一个文明观察到了这种行星“再现”的现象——
玛雅人。
所谓的《德累斯顿抄本》抄写的就是玛雅文献的残片,这些残片是从西班牙人企图毁灭所有玛雅文明遗产的浩劫中保留下来的,其内容似乎主要讲的是天文星历。它认为金星的位置十分重要,文献中有许多历法表格是专门讲金星在太阳旁边的活动的,记录了它在日落时分消失在西方天空的时间,以及后来在破晓之前重新从东方的天空出现的时间。
安东尼·阿韦尼博士可能是最好的研究古代天文学与玛雅人观测记录的权威,他曾经说:“……看起来,预测金星偕日升现象是(《德累斯顿抄本》中的表格的)主题。”
从几何角度看,地球与金星以及地球与火星的关系是非常相似的:一颗移动速度较慢的外部行星被移动速度较快的内部行星追上,后者因行星自转而消失了一段时间后重新出现在原来的天球位置上。最大的不同在于,地球的轨道与金星的轨道几乎都是正圆形,而火星轨道并非正圆,结果引发了另一个可观测的现象:某些年份里,从火星上看,地球重现时会显得特别明亮。而在其他时间里,地球重现时会比较暗淡。
这些时间段的间隔,读者们一定很熟悉:17年。原因也是同一个:每隔17年,地球离火星最近,因为地球经过太阳的时候,火星也离太阳最近。
不过,与天狼星偕日升(它几乎每年准时出现一次)不同,从火星之城看地球偕日升,会发现地球的位置有些摇摆不定——在不同的火星季节,出现在地平线上不同的位置。如果不借助复杂的计算机程序的帮助,想要搞清地球的位移规律比确定金星偕日升的位置还难,因为火星的轨道是椭圆形的。因此我很难准确判定从火星上看,地球何时会偕日而升,以及从地平线的哪个点上出现。