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张大大到底是什么来头

张大大到底是什么来头 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,而远(yuǎn)在地(dì)球另一边(biān)的国(guó)际天(tiān)文学联合大会上,394名天文学(xué)家正在为冥王星的(de)去留问(wèn)题吵得面红耳赤,冥王(wáng)星身处太阳系轨道外层的(de)柯(kē)伊伯(bó)带,太阳辐射(shè)微弱(ruò)星球(qiú)表面环(huán)境幽暗阴冷(lěng),预示着(zhe)希腊人传说中的(de)冥界并因此得(dé)名,冥(míng)王(wáng)星是第一颗(kē)在柯伊伯(bó)带被发现的矮行星。

问题来(lái)了,一个冥王星能(néng)否(fǒu)位列太(tài)阳系九大张大大到底是什么来头行(xíng)星?值得这(zhè)么大阵仗么?值得!

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这件事(shì)不(bù)仅仅关(guān)系到冥王(wáng)星自己在太阳系中的地位(wèi),整个(gè)太(tài)阳(yáng)系家族(zú)构成都面临(lín)着巨大(dà)的变数(shù)。比如(rú)说早在2003年被科学家所发现的行星齐娜,也就是阋系神星,这(zhè)颗位于太阳系边(biān)缘(yuán)的(de)柯伊伯带(dài)的(de)行星,直径(jìng)是冥王星大小的1.5倍,质量也比(bǐ)冥王星大(dà)27%。

如果(guǒ)说冥王(wáng)星能成为(wèi)太阳系的行星之一(yī),齐(qí)娜就更有(yǒu)资格成为行星了,如果齐(qí)娜成为太阳系(xì)的行(xíng)星之(zhī)一,那么(me)2002年(nián)在柯伊伯带上地(dì)发现的夸瓦尔行星就(jiù)明显(xiǎn)感到不服(fú),它(tā)也比(bǐ)冥王星更(gèng)具有成为行星的资格。同(tóng)样地,如果夸(kuā)瓦尔(ěr)可(kě)以称(chēng)为行星,那么比它(tā)体积更大的塞(sāi)德娜也可以称为行星(xīng)了。

随着(zhe)科学(xué)技术的(de)进步,越(yuè)来越(yuè)多太阳系边缘的天体被发(fā)现,如此算起来(lái)太阳(yáng)系(xì)内就会有23颗行(xíng)星,因此天文学家们就在捷克首都布(bù)拉格举行了这次(cì)的国际天文学联合大会(huì),最后通过(guò)投(tóu)票的方式以(yǐ)237票对157票通过决议,冥王星(xīng)被降(jiàng)级归为矮行星。至此太阳系八大行星成员正式确定(dìng)太阳系的八大行星中。

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

1781年3月13日,威(wēi)廉·赫歇尔在英格兰家里的庭院中观测到了(le)天(tiān)王星,40年后法国天文学家亚历(lì)斯(sī)·布(bù)瓦尔根(gēn)据(jù)牛顿理论(lùn)所(suǒ)推算(suàn)出了天(tiān)王星的轨(guǐ)道表,但是在随(suí)后的观测中(zhōng)发现(xiàn)天(tiān)王星的轨迹与(yǔ)表中的(de)位置偏差(chà)越来越大,科学家们推测是另外一个未知(zhī)的行星。影(yǐng)响了天王星的(de)轨道。

1846年(nián)法国工艺学院(yuàn)的天文学(xué)教师奥(ào)本·勒维耶,经过一系列复杂(zá)和完(wán)美(měi)的计算推算出(chū)了一个(gè)结果,随后就给德国天文学家(jiā)约翰格弗(fú)里恩·伽(gā)勒写了一封信。

9月23日,伽勒收到(dào)信(xìn)的当晚就(jiù)把柏林(lín)天文台的望(wàng)远镜(jìng)对准了勒维(wéi)耶预测的方位(wèi),仅仅(jǐn)用(yòng)了不到(dào)半个(gè)小时就发现(xiàn)了一颗(kē)星(xīng)图上(shàng)没有记(jì)录的8等小星,海(hǎi)王星(xīng)就这样(yàng)在一夜之(zhī)间被发现了(le)。更(gèng)重要的是在发(fā)现海王星的那一刻清楚地证明(míng)了一件事,那就(jiù)是可以(yǐ)使(shǐ)用数学(xué)来发现(xiàn)天体,发现了海王星之后天王星的(de)轨道偏移就有了(le)解释,但是却并不完美仍然存在一些异(yì)常。

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科学(xué)家由此认为是(shì)另(lìng)外的一颗行星(xīng),对天王星产生了微弱的影(yǐng)响(xiǎng)所导致(zhì)的,他们把这个天体称为行星X,天文学家过去(qù)一(yī)直认(rèn)为在(zài)海(hǎi)王星外存(cún)在新行星的可能性非常小,因(yīn)为这个(gè)区域的物质(zhì)太稀薄(báo),要孕育出一颗大行星需(xū)要的时间太(tài)漫长。

不(bù)过宇宙中(zhōng)实际上存在着非常多流浪的行星(xīng),如果假(jiǎ)设太阳(yáng)系是从茫(máng)茫宇宙(zhòu)中,“扒掠(lüè)”了(le)一颗这样的(de)太空流浪汉(hàn)是有可能的(de),接下来(lái)的几(jǐ)十年中天文学家(jiā)们经过数百的计算和(hé)尝试(shì)寻找这个失踪(zōng)的(de)行星(xīng),却没有任何结果。

直到(dào)1989年旅行(xíng)者(zhě)2号探测器证实,之前是天文学家们对(duì)海王星的质(zhì)量估算错误,导(dǎo)致了计算结(jié)果的(de)误(wù)差(chà),有点(diǎn)令人失望。但(dàn)这种天体偏离预设轨道的情况在(zài)今天的太阳系(xì)中仍然(rán)存(cún)在(zài),在海王(wáng)星的(de)外(wài)侧(cè),就是黄道(dào)面附(fù)近的天体密集圆盘状区域(yù)---柯伊伯带。

由于现代望远镜的发展,天文(wén)学家们在(zài)柯伊伯带中陆续发现了数千个小天体,这(zhè)些天体所在位置或运行轨道超出海王(wáng)星轨道(dào)范围,因此被统称为外海王星天体。

加州(zhōu)理工学院的行星(xīng)科学家康斯坦(tǎn)丁,注意到这些(xiē)天体(tǐ)有一些非常奇怪的异常(cháng)现象,它们的轨道呈现极(jí)度狭长的椭圆形,轨道直径也(yě)要比太阳(yáng)到(dào)海(hǎi)王星(xīng)距离的两倍还要多(duō),特殊的运行(xíng)轨道(dào)并不在(zài)海王(wáng)星的影响范(fàn)围内。

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科学家(jiā)还发现(xiàn)其中6颗运动(dòng)速(sù)率完(wán)全(quán)不同的小行星,运(yùn)动轨道却拥有相(xiāng)同的倾(qīng)角,因此科(kē)学家(jiā)认为是(shì)行星X的引力对这些小行星造(zào)成了影响(xiǎng),因为如果没(méi)有这个(gè)外力(lì)的影响,这六颗轨道(dào)异常的小(xiǎo)行星出现的(de)概率只有十万分之七,如此(cǐ)微小的概(gài)率(lǜ)恰(qià)好(hǎo)意味着(zhe)行(xíng)星X存在的概(gài)率很高。

除此(cǐ)之外,在柯伊伯带中(zhōng)有着超(chāo)过10亿个(gè),一公里以上的小型天体(tǐ)碎片,所有的这些微(wēi)小(xiǎo)天体碎片的轨道,倾向于以一种非常特定的方式排列(liè),它(tā)们(men)同样有着超远距离的近日点,而且这些天(tiān)体似乎并没把(bǎ)海王(wáng)星放在眼(yǎn)里。

它(tā)们几乎脱离了海王星的轨道,这就(jiù)很奇怪(guài)不合乎常规了,除(chú)非有一个大较大的天(tiān)体将(jiāng)它们拉向同一方向,而且其中的一些天体轨道(dào)严重偏离黄道面,几乎(hū)能够倾斜到90度(dù)。

这就意味着必须(xū)有(yǒu)强大(dà)的外力(lì)参与(yǔ)才会出现这样(yàng)的情(qíng)况,正是因为这些力学奇怪的现象(xiàng),让大部(bù)分科学家(jiā)坚定地认为第九大行星是(shì)一定(dìng)存(cún)在的,否则不是我们(men)的(de)物理规律有问题,就是这个世界本身(shēn)有问题了。

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加州理工学院(yuàn)的团队将收(shōu)集的数据进行计(jì)算机模拟,计算出这个天体的质量约(yuē)为冥王星质量的(de)5000倍,也就(jiù)是地球的10倍左(zuǒ)右(yòu),直(zhí)径是地球的二到(dào)四倍(bèi),这使得它的重力能够(gòu)主导太阳系(xì)的外缘。如(rú)果这个大(dà)家伙(huǒ)存在(zài)它的一切(qiè)性质都(dōu)满(mǎn)足行星的标准,绝(jué)对有(yǒu)资格被视为太阳(yáng)系第(dì)九大(dà)行(xíng)星。

天文(wén)学家还推(tuī)测行星X很可能是一颗冰(bīng)巨行(xíng)星,成分与天王星(xīng)和海王星的(de)相似,由岩石和冰的混合物与一部(bù)分气体构(gòu)成(chéng),问题来(lái)了(le)行星X如此(cǐ)巨(jù)大又几乎可以确定(dìng)它在哪,我们为什么(me)找不到(dào)它呢?

首先行星X拥(yōng)有和其他外海王星天体一样(yàng)狭长的圆形轨道,围(wéi)绕太阳公转(zhuǎn)的(de)周(zhōu)期约为15000到(dào)20000年(nián),距(jù)离太(tài)阳最近的时候也要280个天文单位,也就是地球到太阳距离(lí)的280倍(bèi),远日点更是能达到1120个天文单位,这是个(gè)什(shén)么(me)概念(niàn)呢?

相比(bǐ)之下遥远(yuǎn)的冥王星的远日点(diǎn)只有49AU,再加上行星本身是不(bù)发(fā)光的,距离太阳(yáng)又那(nà)么遥远,这(zhè)就(jiù)导致它在夜空(kōng)中的亮度(dù),比海王星的(de)亮度还(hái)要(yào)低数百(bǎi)万(wàn)倍(bèi),所(suǒ)以即便是在现代(dài)的天(tiān)文(wén)望远镜(jìng)下进行观测(cè),仍然需要一切(qiè)条件都(dōu)达到近乎完美。

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没(méi)有(yǒu)月亮大气(qì)平静光线(xiàn)不(bù)会受到丝毫的湍流影响,这样条件的夜空每年都会出现但(dàn)是(shì)概(gài)率很低,而且需要连续(xù)地这样(yàng)的天气,才能在浩(hào)瀚(hàn)的夜(yè)空中进(jìn)行扫描观(guān)测(cè)。

从(cóng)2017年到(dào)现在加州理工学(xué)院的团(tuán)队,只进行过两次(cì)这样的连续观测,显(xiǎn)然这样的进展对(duì)于(yú)寻找行星X可能需要上千年。

另外人(rén)类总是荒谬(miù)地自认(rèn)为,对于(yú)我们生(shēng)存的太阳(yáng)系非(fēi)常了解,但实(shí)际上(shàng)太阳系要(yào)比(bǐ)想象(xiàng)和了(le)解地更加庞(páng)大,它封装(zhuāng)了我们能够观察到的(de)所有物体,这第九(jiǔ)颗行星就是其(qí)中的(de)一部分,它距离太阳(yáng)的(de)遥(yáo)远距离使得它有足够的空间隐藏自(zì)己。

尤其对(duì)于以地球为中心进(jìn)行观测的人类来说,不识庐山真(zhēn)面(miàn)目只(zhǐ)缘身在(zài)此山中是对事件(jiàn)本(běn)身性(xìng)质最(zuì)贴切地(dì)诠释,那么(me)问题来了(le)要怎么样才能找到第九(jiǔ)大(dà)行星呢(ne)?

其实也(yě)不难那就是给太阳系来一次人口普查(chá),这就要仰仗一项即将上(shàng)线的新设备,LSST是大口径全天巡视望远镜的简称(chēng),全新一(yī)代的LSST正在(zài)智利调(diào)试和建造,它以一个开创了暗物质的概念的(de)美国(guó)天文学家命名(míng),叫做维拉鲁宾巡天(tiān)望远镜。

维(wéi)拉鲁宾望(wàng)远镜按照收集的光量和视野宽度(dù)来说,规模是目(mù)前现役(yì)的和正在建造的(de),任何一个巡天(tiān)望远镜的十倍(bèi)以(yǐ)上。

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我们可以(yǐ)把(bǎ)它理解成是目前人类(lèi)建造(zào)的最(zuì)大的“数码相(xiāng)机”,镜面直径8.4米感(gǎn)光能力(lì)是人眼的1亿倍,照出来的全尺(chǐ)寸(cùn)照片需要378台4K电视机才(cái)能(néng)完整显示,这使(shǐ)得它(tā)一次就能完成哈勃太空望远(yuǎn)镜,需(xū)花120年时间做的(de)工(gōng)作(zuò),而且在它工作(zuò)第一(yī)个月观察到的宇宙区域(yù),就将(jiāng)超过之前所(suǒ)有天文观(guān)测工作的总和。

维拉鲁宾(bīn)望远(yuǎn)镜每天晚上能够(gòu)拍摄1600张图像,产生20到30Tb的数据,它的主旨是解开宇宙中的暗能(néng)量(liàng)之(zhī)谜,帮助人类深(shēn)刻理解宇宙的(de)历(lì)史(shǐ)和(hé)未(wèi)来的发(fā)展,望远镜将(jiāng)每隔(gé)一小时拍摄出每片(piàn)天空的(de)两张(zhāng)图像。

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这就意味(wèi)着加州的天文学家可(kě)以根(gēn)据光点(diǎn)的运动,区分(fēn)出太阳系内(nèi)的微弱(ruò)恒星(xīng)和其(qí)他天体,更(gèng)高效(xiào)的去寻找(zhǎo)第九大行星的踪(zōng)迹,它带来(lái)的结(jié)果就是要(yào)么发现第九大行星,要么发现(xiàn)使得(dé)外海王星天体(tǐ)轨道异常(cháng)的更多(duō)其他天体。

除了被假定是一颗行(xíng)星,也有科学家推(tuī)测这(zhè)个(gè)天(tiān)体(tǐ)可(kě)能是一个流浪黑洞(dòng),它(tā)被太阳系拉拢人群并搅乱了外围(wéi)天体的轨道,这(zhè)个(gè)黑洞并不是恒星死亡坍塌(tā)后聚集而成的,而(ér)存在于霍金(jīn)理论设想中的原(yuán)初黑洞。

霍金(jīn)认为原初黑洞是宇宙(zhòu)大爆炸后不久(jiǔ),产生并遗(yí)留至今的”文物”,大爆炸之前的宇宙被(bèi)天(tiān)文学家叫做原(yuán)初(chū)宇宙,原初宇宙的爆(bào)炸是不均匀的,局部空间能量密度太(tài)大导致“没崩开”,反而被压缩成质(zhì)量(liàng)无限大地点以(yǐ)及围绕而成的黑(hēi)洞。

这种黑洞(dòng)大(dà)小不一最小的可能只有粒子大小,一般的(de)原初黑(hēi)洞跟太阳系常见的小行星质量类似,这些黑洞随(suí)后漂(piāo)流(liú)宇宙(zhòu)各处,一些已经通过霍金(jīn)辐射消散掉了,另一些则吸(xī)收物质壮大存活至今(jīn),因此天文学(xué)家认为海王星外天体(tǐ)的异常轨(guǐ)道以及一些引力事件,可以用质量(liàng)为地球数倍的原初黑洞来解(jiě)释。当然原(yuán)初黑洞同样是个假设(shè)的(de)概念,并没有被(bèi)证实(shí)存在,大(dà)多数(shù)天(tiān)文学家(jiā)认(rèn)为这个假设(shè)太过大胆,对于第(dì)九大行星始终是存在争(zhēng)议的美国天体物理学(xué)家伊森·西格(gé)尔,对(duì)太(tài)阳系(xì)中(zhōng)存在尚未发现的行(xíng)星持(chí)怀疑(yí)态度,但他(tā)推(tuī)测太(tài)阳(yáng)系至少有一颗超级地球,这种(zhǒng)星球(qiú)在其他(tā)行(xíng)星系(xì)统中很常见。

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但在太(tài)阳系中却(què)还没(méi)有被(bèi)发现,超级地球可能在太(tài)阳(yáng)系早(zǎo)期的动力不(bù)稳定(dìng)期间,已经被(bèi)弹到在宇宙空(kōng)间(jiān)中,不过这种概(gài)率经(jīng)过计算(suàn)只(zhǐ)有2%左右,也许(xǔ)它(tā)还隐藏在太(tài)阳系我们观察不到的某(mǒu)个角落,干扰着那些柯(kē)伊(yī)伯带的小天体们。

严格来说“第九行星“并不(bù)是学(xué)术上(shàng)正式(shì)的名称(chēng),这(zhè)个(gè)假说最初(chū)被(bèi)提出时天文学家以“干扰者“称(chēng)呼这个天(tiān)体,根据国际(jì)天(tiān)文学联合会对于天体命(mìng)名(míng)的规则,如果“第(dì)九行(xíng)星”的(de)存在得到证实,将优(yōu)先考(kǎo)虑以发现者提(tí)出的名字作为正式的名称(chēng),依(yī)照以往的惯例名称也有可能取自罗马或希腊(là)神话中的人物,所(suǒ)以说在座的(de)各位都还有(yǒu)机会,如果谁能确切证明第(dì)九大行星存在,很可(kě)能以后(hòu)太阳系(xì)中(zhōng)会有一颗以你名字(zì)命名的(de)行星,想想都觉得很酷!

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