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正、异、新,正异新的区分

正、异、新,正异新的区分 我们的世界是虚拟的?太阳系出现诡异行星,可观测却无法找到!

2006年,而(ér)远在地球另(lìng)一边(biān)的国(guó)际天(tiān)文学联合大(dà)会上,394名天(tiān)文学家正在为(wèi)冥王(wáng)星(xīng)的去留问题吵(chǎo)得面红(hóng)耳赤,冥王(wáng)星身处太阳系轨道外层(céng)的(de)柯伊伯(bó)带(dài),太阳辐(fú)射微弱星球(qiú)表(biǎo)面(miàn)环境幽暗阴冷,预示着希(xī)腊(là)人(rén)传说中的冥界并因(yīn)此得(dé)名,冥(míng)王星是第一(yī)颗(kē)在柯伊伯带被发现的矮行星。

问(wèn)题来了,一(yī)个冥王星能否(fǒu)位列(liè)太(tài)阳系九大(dà)行星?值(zhí)得这(zhè)么大阵仗么?值得!

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这件事不仅(jǐn)仅关系到冥王星自己在太阳系中的地位,整个太(tài)阳系家族构成都面临着(zhe)巨大的变(biàn)数。比如(rú)说早(zǎo)在2003年被科学家所(suǒ)发现(xiàn)的(de)行星齐(qí)娜,也就是阋系神星,这颗(kē)位于太阳系边(biān)缘的(de)柯伊伯(bó)带的行星,直径是冥王星(xīng)大(dà)小(xiǎo)的1.5倍,质量也比冥(míng)王星大27%。

如果说冥(míng)王星能成为太(tài)阳(yáng)系(xì)的行星之一,齐娜就(jiù)更有资格(gé)成为行星(xīng)了,如果齐娜(nà)成为太(tài)阳系的行星(xīng)之一(yī),那么2002年在柯伊伯带上地发现的(de)夸瓦尔行星就(jiù)明显感到不服(fú),它也比(bǐ)冥王星更具有成为行星的(de)资格。同样地,如(rú)果夸瓦尔可以称为行(xíng)星,那么(me)比它(tā)体积(jī)更(gèng)大的塞德娜也可以(yǐ)称为行星了。

随(suí)着科学技术的进步,越来越(yuè)多太(tài)阳(yáng)系边缘(yuán)的(de)天体被(bèi)发现,如此算起来太阳系内就(jiù)会有23颗行(xíng)星,因此天文学家们就在(zài)捷克首都布拉格(gé)举(jǔ)行了这次的国际天文学联合大会,最后通(tōng)过(guò)投票的方式以237票对157票通过决议,冥王星被降级(jí)归为矮行星。至此太阳系八大行星成员正式确定太阳系的八(bā)大行星(xīng)中。

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绝大部分行星都是通过观测意外发现的,但海王星(xīng)是一个非(fēi)同凡响的例外。

1781年3月13日,威廉·赫歇尔(ěr)在(zài)英(yīng)格兰(lán)家里的(de)庭院中(zhōng)观测到了天(tiān)王星,40年后法国天文学(xué)家(jiā)亚历斯·布瓦尔(ěr)根据牛(niú)顿(dùn)理论(lùn)所推算出(chū)了天王星的轨(guǐ)道表,但是在随后的观测中发现天王(wáng)星的(de)轨(guǐ)迹(jì)与表中的位(wèi)置偏差越来越(yuè)大,科学家们推测是另外一个未知的行星。影响了天王星的轨道。

1846年法国工艺学院的天文学教师奥本·勒维耶,经过(guò)一系列复杂和(hé)完美的计算推算出了(le)一个结果,随后就给德(dé)国(guó)天文学家约(yuē)翰格(gé)弗里恩(ēn)·伽勒写(xiě)了一封信。

9月23日,伽勒收到(dào)信的当(dāng)晚就把柏林天文台的望(wàng)远镜(jìng)对准了勒维耶预测的方位,仅仅用了(le)不到半(bàn)个小时就(jiù)正、异、新,正异新的区分发现了(le)一颗星(xīng)图上没(méi)有记录(lù)的(de)8等小星,海(hǎi)王星就这样在一(yī)夜之间被发现了。更(gèng)重要的是在(zài)发现海王(wáng)星的那一刻(kè)清楚(chǔ)地证明(míng)了(le)一件事(shì),那(nà)就是(shì)可以使(shǐ)用数学来(lái)发现天体,发现了海王星之(zhī)后天王(wáng)星的轨道偏移(yí)就有了(le)解(jiě)释,但是却并不完美仍然存(cún)在一些(xiē)异常。

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科学家由(yóu)此(cǐ)认为是另外的一颗(kē)行星,对天(tiān)王星(xīng)产生了微弱的影响(xiǎng)所导(dǎo)致的(de),他(tā)们把这个天体称为行星X,天文学(xué)家过去一(yī)直认为在(zài)海王星外存在(zài)新行星的(de)可能性非常小,因为这个区域的物质(zhì)太稀薄,要(yào)孕育出(chū)一(yī)颗大行星需要的时间太漫长(zhǎng)。

不(bù)过宇宙中实际上存在(zài)着非常多流浪的行星(xīng),如果假设太阳系是从茫茫宇(yǔ)宙中,“扒掠”了一颗(kē)这样的太空流浪汉(hàn)是有可能(néng)的,接下来的(de)几十年(nián)中(zhōng)天文学家(jiā)们(men)经过数(shù)百的计算(suàn)和尝(cháng)试寻找(zhǎo)这个失踪的(de)行星,却(què)没有任何(hé)结果(guǒ)。

直到1989年旅行者2号探测(cè)器证实,之前是天文学家(jiā)们对(duì)海(hǎi)王星的质量估算错误,导致了计算结(jié)果(guǒ)的误差(chà),有点令人(rén)失望。但这(zhè)种(zhǒng)天(tiān)体偏离预设轨道的情(qíng)况在今天的(de)太阳系(xì)中仍然存在,在(zài)海王星的外侧,就(jiù)是黄道面附近的天体(tǐ)密集(jí)圆盘(pán)状区域(yù)---柯伊伯带。

由于现代望远镜的发展,天文(wén)学家(jiā)们在柯(kē)伊伯带中陆续发现了数千个小天体(tǐ),这些天体所在(zài)位置或(huò)运(yùn)行轨道(dào)超出海王星轨(guǐ)道范围(wéi),因此(cǐ)被统(tǒng)称(chēng)为(wèi)外海王星天体。

加州理工学院的行星科学家(jiā)康(kāng)斯(sī)坦丁,注意到(dào)这些(xiē)天体有(yǒu)一些非常奇(qí)怪的异常现象,它们(men)的(de)轨道呈现极度狭长(zhǎng)的椭圆形,轨道直径也要比太阳到海王星距离的两倍还要多(duō),特殊的运行轨道并不在海(hǎi)王星的影响范围(wéi)内(nèi)。

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科学家还发现(xiàn)其中6颗运正、异、新,正异新的区分动速率完全不同的小行星,运(yùn)动轨道却拥有相同的倾角,因此科(kē)学家认为(wèi)是(shì)行星X的引力对这些(xiē)小行星造成了(le)影响,因为如果没有(yǒu)这个(gè)外力的(de)影响,这六颗轨(guǐ)道(dào)异常的小(xiǎo)行(xíng)星(xīng)出现的(de)概率只有十万(wàn)分(fēn)之七,如此微小的(de)概率(lǜ)恰好意味着行星(xīng)X存在的概率很高。

除此之外,在柯伊(yī)伯(bó)带中有(yǒu)着超过10亿(yì)个,一公里以上的小(xiǎo)型天体碎(suì)片,所(suǒ)有的这些微小天体碎(suì)片的轨道,倾向于以(yǐ)一种非常特定的方式(shì)排列,它们(men)同(tóng)样有着超(chāo)远距离(lí)的近日点,而且(qiě)这些天(tiān)体(tǐ)似(shì)乎并(bìng)没把海王(wáng)星(xīng)放在眼里。

它(tā)们几乎脱离了(le)海王星的轨道,这就很(hěn)奇怪不合乎常规(guī)了,除非有一个大较大的天体将它们(men)拉向(xiàng)同一方(fāng)向,而(ér)且(qiě)其(qí)中的一些天体轨(guǐ)道严重(zhòng)偏离(lí)黄道面,几乎能(néng)够倾斜到90度。

这就意味着必须有强(qiáng)大的外力参与才会出现这样的情况,正是因(yīn)为(wèi)这些力(lì)学奇(qí)怪的现象(xiàng),让大部分科学家坚定地认为第九大行(xíng)星(xīng)是一定存在的,否则不(bù)是我们的物理规律有问(wèn)题,就是这个世界本身有问(wèn)题了。

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加州理(lǐ)工学院的团队将收集(jí)的数据进行(xíng)计算(suàn)机模拟,计算出这个天(tiān)体的质量约为冥(míng)王星质量的5000倍(bèi),也就是地球(qiú)的10倍左右(yòu),直径是地球的二到(dào)四倍,这使得它的重力(lì)能够主(zhǔ)导太阳(yáng)系的外缘。如果(guǒ)这个大(dà)家伙存在它的一切性质都满足行星的标准,绝对有资格(gé)被(bèi)视(shì)为太阳系第九大行星。

天文(wén)学家(jiā)还推(tuī)测行星X很可(kě)能是(shì)一颗冰巨行星,成分与天王星和海(hǎi)王星的相似(shì),由岩石和冰的混合物(wù)与一部分气体构成,问题来了(le)行星X如此巨(jù)大又几乎可(kě)以确定它在哪,我们(men)为什么找不到它(tā)呢?

首(shǒu)先行星X拥有和其他外海(hǎi)王星天(tiān)体(tǐ)一样狭(xiá)长的圆形(xíng)轨道,围绕太阳公转的周(zhōu)期约为15000到20000年,距离太(tài)阳最近的时候也要280个天文单位,也(yě)就(jiù)是地球到太阳距离(lí)的280倍,远日(rì)点更是能达到1120个天文单位,这(zhè)是个(gè)什么概念呢(ne)?

相(xiāng)比(bǐ)之下遥远的(de)冥王星的远日点只有49AU,再(zài)加(jiā)上行星本身是不(bù)发光的,距离(lí)太阳又那么遥(yáo)远,这就导(dǎo)致它在夜空中的亮度,比(bǐ)海王星的(de)亮度还(hái)要低数百万倍,所以(yǐ)即便是在现(xiàn)代的(de)天文望远镜下进行观测(cè),仍然需(xū)要一切(qiè)条件都(dōu)达到近(jìn)乎完美。

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没有月亮大气平(píng)静光线(xiàn)不会(huì)受到丝毫的湍流(liú)影响,这样条件的夜(yè)空每年都(dōu)会出(chū)现(xiàn)但(dàn)是概率(lǜ)很(hěn)低,而且(qiě)需要连(lián)续地这样的天(tiān)气,才能在浩(hào)瀚(hàn)的夜(yè)空中进行扫描观测。

从2017年(nián)到现(xiàn)在(zài)加州(zhōu)理工学院的团队,只进行过(guò)两(liǎng)次这样的(de)连(lián)续(xù)观(guān)测(cè),显然这(zhè)样(yàng)的进展对于寻找行星X可能需要(yào)上千年。

另外人类总是荒(huāng)谬(miù)地自认为,对于我们生存的太阳系非常了解(jiě),但实际上太(tài)阳系要比想象和了解地更加庞(páng)大(dà),它封(fēng)装了我们能(néng)够观(guān)察(chá)到的所有(yǒu)物(wù)体,这(zhè)第(dì)九(jiǔ)颗行(xíng)星(xīng)就是其中的一(yī)部分,它距离太阳的遥远距(jù)离使得它有足够的(de)空间隐藏自己(jǐ)。

尤(yóu)其(qí)对于以(yǐ)地(dì)球(qiú)为(wèi)中心(xīn)进行观测的人类来说(shuō),不识庐山(shān)真面(miàn)目只缘身在此山(shān)中是对事件本身性质(zhì)最(zuì)贴切地诠释,那(nà)么问题来了要(yào)怎(zěn)么样才能找到(dào)第九(jiǔ)大行星呢(ne)?

其实也不难那就是给太阳(yáng)系来一(yī)次人口(kǒu)普查,这(zhè)就要仰仗一项(xiàng)即将上线的新设备,LSST是大口径(jìng)全(quán)天巡视望远镜的简(jiǎn)称,全新一代的LSST正在智利调试和建造,它以(yǐ)一个(gè)开创(chuàng)了暗物质的概念的(de)美国天文学家(jiā)命名,叫做维拉鲁宾巡天望远镜。

维拉鲁宾望远镜(jìng)按照收(shōu)集的光量和视(shì)野宽度来(lái)说,规模是目前现役的和正(zhèng)在(zài)建(jiàn)造(zào)的,任何(hé)一个巡(xún)天望远镜的十倍(bèi)以上(shàng)。

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我们可以把它理(lǐ)解成是(shì)目前人类建造的最大(dà)的“数码(mǎ)相机(jī)”,镜面直(zhí)径8.4米(mǐ)感(gǎn)光能力是(shì)人眼的1亿倍,照出来的全尺寸照片需(xū)要378台4K电视(shì)机(jī)才能(néng)完整显示,这使(shǐ)得它一(yī)次就能完成(chéng)哈勃(bó)太空(kōng)望远镜,需花120年(nián)时间做的工作(zuò),而且(qiě)在它工作第一个(gè)月观察到的宇宙区域(yù),就将超(chāo)过之前所有(yǒu)天文观测(cè)工(gōng)作(zuò)的总和。

维拉鲁宾望远镜每(měi)天(tiān)晚(wǎn)上能够拍摄1600张(zhāng)图像,产生20到30Tb的数据,它(tā)的主旨是解开宇宙(zhòu)中的暗能量之谜,帮(bāng)助人类深(shēn)刻(kè)理解(jiě)宇(yǔ)宙的历史和未来的发展,望(wàng)远镜将每隔一(yī)小时拍摄出每片(piàn)天空的两(liǎng)张图像。

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这就意(yì)味(wèi)着加州的天文学家可(kě)以根据光点(diǎn)的运动(dòng),区分出太(tài)阳系内(nèi)的微弱恒星和其他天(tiān)体,更高效的去寻(xún)找第九(jiǔ)大行星的踪迹,它(tā)带来的(de)结果(guǒ)就(jiù)是(shì)要(yào)么发现第(dì)九大行星,要么发现使得外海王星天体轨(guǐ)道异常的更(gèng)多其(qí)他天体。

除了被假定是一(yī)颗行星,也(yě)有科学家(jiā)推(tuī)测这个天体可能是一个流浪黑(hēi)洞,它被太阳(yáng)系拉(lā)拢(lǒng)人群(qún)并(bìng)搅乱了外围(wéi)天(tiān)体的轨道,这个黑洞(dòng)并(bìng)不是恒(héng)星死(sǐ)亡坍塌(tā)后聚集而(ér)成(chéng)的,而(ér)存在于霍金(jīn)理论(lùn)设(shè)想中的原初黑洞。

霍金(jīn)认为原初黑洞是宇宙大爆炸后不久,产(chǎn)生并遗留至今的(de)”文物”,大爆炸之(zhī)前的宇(yǔ)宙被天文学家叫做原初宇宙,原初(chū)宇宙的爆炸是不均匀的,局部(bù)空(kōng)间(jiān)能(néng)量(liàng)密(mì)度太大导致“没崩开(kāi)”,反(fǎn)而被(bèi)压缩(suō)成质量(liàng)无限大地点(diǎn)以及围绕而成的黑洞。

这种黑洞大小(xiǎo)不一最小(xiǎo)的(de)可能(néng)只有粒子大(dà)小,一般的(de)原初黑(hēi)洞跟太阳系(xì)常见的(de)小行星质量(liàng)类似(shì),这些(xiē)黑洞随后漂流宇宙各处(chù),一些已经通过霍(huò)金辐射消散掉了,另一些则(zé)吸收物(wù)质壮大存活至今,因(yīn)此(cǐ)天文(wén)学家认(rèn)为(wèi)海王星外天(tiān)体的异常(cháng)轨(guǐ)道以及一些引力事件(jiàn),可以(yǐ)用质(zhì)量为地(dì)球(qiú)数倍的原初黑洞来解释(shì)。当然原初黑(hēi)洞同样是个假设的概(gài)念,并没有(yǒu)被证实存(cún)在,大多数天文学家认为这个假设太过(guò)大胆,对于(yú)第九大行星始终是存在争议的美国天体物理学家伊森·西格尔(ěr),对太阳系中(zhōng)存在(zài)尚未发现的(de)行(xíng)星(xīng)持(chí)怀疑(yí)态度,但他推测太阳系(xì)至少有一颗超级地球,这种(zhǒng)星球在(zài)其他行(xíng)星系统中很常见。

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但在太(tài)阳(yáng)系中却还没(méi)有被(bèi)发现(xiàn),超级地球可能(néng)在太(tài)阳系早(zǎo)期的动力(lì)不稳(wěn)定期间(jiān),已经被弹到在宇(yǔ)宙空间中,不(bù)过这种概率经过计(jì)算只有2%左右,也许它还隐藏(cáng)在(zài)太阳系我们观(guān)察不到的某个角落,干扰着(zhe)那(nà)些(xiē)柯伊(yī)伯带的小(xiǎo)天体们(men)。

严格来说“第九行星(xīng)“并不是学术上正式的名(míng)称,这个假(jiǎ)说最初(chū)被提(tí)出时(shí)天文学(xué)家以(yǐ)“干(gàn)扰者“称呼这个天体,根据国际天文(wén)学联(lián)合会对于天体命名的规则(zé),如果(guǒ)“第九行星”的存在得到证实,将优先考虑以发现者提(tí)出(chū)的名字作(zuò)为正(zhèng)式的名称,依(yī)照(zhào)以往的惯例名(míng)称也有可能(néng)取自罗马或希腊神话中的人物,所以(yǐ)说在座的各位都还有机(jī)会,如果谁能(néng)确(què)切证明第(dì)九大行星存(cún)在,很可能以(yǐ)后太阳系中会有一颗以你名(míng)字命(mìng)名的行(xíng)星,想(xiǎng)想(xiǎng)都觉得很(hěn)酷!

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