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适合初中生的网课平台免费,国家提供的免费网课平台 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,而远在(zài)地球另一(yī)边的国际天文学联合大会上,394名天(tiān)文(wén)学家正在(zài)为冥王星的去留问题(tí)吵(chǎo)得面红耳赤,冥王(wáng)星身处太阳系轨(guǐ)道外(wài)层的柯(kē)伊伯带,太阳(yáng)辐射微弱(ruò)星(xīng)球表面环境(jìng)幽(yōu)暗(àn)阴(yīn)冷,预示着希腊(là)人传说(shuō)中的冥界并因此得(dé)名,冥王星(xīng)是(shì)第一颗在柯伊(yī)伯(bó)带被发现的矮行(xíng)星。

问(wèn)题来了,一个(gè)冥王星能否位列太阳系九大行星?值得这么大阵(zhèn)仗么?值(zhí)得(dé)!

我们的世(shì)界是虚拟的(de)?太阳系出现诡异行星,可观测却(què)无法找(zhǎo)到!_黑料正能量

这件事不仅仅关系到冥王星自己在(zài)太(tài)阳系中的地位(wèi),整个(gè)太阳(yáng)系家族构成都面(miàn)临着巨大的变(biàn)数。比如(rú)说早在2003年被科(kē)学(xué)家所发现的行星齐娜,也就是阋(xì)系神(shén)星,这颗位于太(tài)阳系边缘的(de)柯伊伯(bó)带的(de)行星,直径是冥(míng)王星大小的1.5倍,质量(liàng)也比冥王星大(dà)27%。

如果说冥(míng)王星能成为太阳系的行星之一,齐(qí)娜(nà)就更有(yǒu)资格成为行(xíng)星了,如果(guǒ)齐娜成(chéng)为(wèi)太阳(yáng)系的行星(xīng)之一,那么2002年在柯伊(yī)伯带(dài)上(shàng)地(dì)发(fā)现的夸瓦尔行星就明(míng)显(xiǎn)感(gǎn)到(dào)不服,它(tā)也比冥王星更具有成为行星(xīng)的资格。同样地,如果夸瓦尔可以称为行星,那么比它体(tǐ)积更大的塞(sāi)德娜(nà)也可以称(chēng)为行星了。

随着(zhe)科学(xué)技术的进(jìn)步,越来越多(duō)太阳系(xì)边缘(yuán)的天体被发现,如(rú)此算起(qǐ)来太阳系(xì)内就会有23颗行星,因此天(tiān)文学家们就(jiù)在(zài)捷克首都布拉格举行了(le)这次的国际天文学(xué)联(lián)合大会,最(zuì)后通过投票的方式以237票对157票通过决议,冥王星(xīng)被降(jiàng)级归为矮行(xíng)星(xīng)。至此太(tài)阳系八(bā)大(dà)行星成员正式确定太阳系的八大行星中。

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绝大部(bù)分行星都是(shì)通过观(guān)测意外发现(xiàn)的(de),但海王星是一个非同(tóng)凡响的例外(wài)。

1781年3月(yuè)13日,威廉·赫歇尔在英格兰家里的庭院中观测到(dào)了天王星(xīng),40年后法(fǎ)国天(tiān)文学家(jiā)亚历(lì)斯·布瓦尔根据牛顿(dùn)理(lǐ)论(lùn)所推算出了天王星(xīng)的轨道表(biǎo),但是在随(suí)后的观测中发现天(tiān)王星的(de)轨迹与(yǔ)表中的位置偏差(chà)越来越大,科(kē)学家们推测是另外一个未知的行星。影(yǐng)响了天(tiān)王星的(de)轨(guǐ)道。

1846年法国(guó)工艺学院的(de)天文学教师奥本·勒维耶,经过一系列复杂和完美的计算推(tuī)算出了(le)一个结果,随后就(jiù)给(gěi)德国天文学(xué)家约翰格弗里恩·伽(gā)勒写了一封信。

9月(yuè)23日(rì),伽勒收到(dào)信的当晚就把(bǎ)柏林天(tiān)文(wén)台(tái)的望远镜对准了勒维耶预测的方位,仅(jǐn)仅用了不(bù)到半个小时就发现(xiàn)了一颗星(xīng)图上没有记录的(de)8等小星,海王星(xīng)就这样在一(yī)夜(yè)之间被发(fā)现(xiàn)了。更重(zhòng)要的是(shì)在发现海王星的那一刻清楚地证明(míng)了一件(jiàn)事,那就是可以使(shǐ)用(yòng)数学来(lái)发现(xiàn)天体,发(fā)现了海王星之后天王(wáng)星(xīng)的轨道偏移就(jiù)有了解释,但是却并不(bù)完美仍然存在一些异常。

我(wǒ)们的世界是虚(xū)拟的(de)?太(tài)阳系出(chū)现诡异行星,可观测却无(wú)法找到!_黑料正能量

科学家(jiā)由此(cǐ)认为是另外的(de)一颗(kē)行星,对天(tiān)王星产生了微弱(ruò)的影响所(suǒ)导(dǎo)致的(de),他们把这个天体称为(wèi)行星X,天文学(xué)家(jiā)过(guò)去一直认为(wèi)在海王星外存在新行星(xīng)的可能性非(fēi)常小,因(yīn)为(wèi)这(zhè)个区(qū)域的物质(zhì)太稀薄,要孕(yùn)育出一颗大(dà)行星(xīng)需要的时间太漫长。

不过宇(yǔ)宙中(zhōng)实(shí)际上(shàng)存(cún)在着非(fēi)常多流浪的行星,如果假设太(tài)阳系是从茫茫宇宙中(zhōng),“扒掠”了一颗(kē)这样的太空流浪(làng)汉是有可能的(de),接下(xià)来的几十年(nián)中(zhōng)天文学家们经(jīng)过数百的(de)计算和尝试寻找(zhǎo)这个失踪的(de)行星,却(què)没(méi)有(yǒu)任何结果。

直到1989年旅行者2号探测器证实,之前是(shì)天文学家们对海王星的(de)质量估算(suàn)错误(wù),导(dǎo)致(zhì)了计算结果(guǒ)的误差,有点令人失(shī)望。但这种天(tiān)体偏离预设轨(guǐ)道(dào)的情况(kuàng)在今天的(de)太阳系中仍然存在,在海王(wáng)星的外侧,就是黄道面附(fù)近(jìn)的(de)天体密集(jí)圆盘状区域---柯伊伯带(dài)。

由于现代望远(yuǎn)镜(jìng)的发(fā)展,天文学(xué)家们(men)在柯伊伯带中陆续发现(xiàn)了(le)数(shù)千(qiān)个(gè)小(xiǎo)天体,这些天(tiān)体(tǐ)所在(zài)位(wèi)置或运(yùn)行轨道(dào)超出海王星(xīng)轨道范围,因此被统称为(wèi)外海王星天体。

加(jiā)州理工学院的行(xíng)星(xīng)科学家(jiā)康斯坦丁(dīng),注意(yì)到这些天体有一些非常(cháng)奇怪的异常现象(xiàng),它们(men)的轨(guǐ)道呈现极度狭长(zhǎng)的椭圆形,轨道(dào)直径也(yě)要(yào)比太阳到海(hǎi)王(wáng)星(xīng)距离的两倍还要多,特殊的(de)运行轨(guǐ)道并不在海王星的影响范围内。

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科学(xué)家还发现其中(zhōng)6颗(kē)运(yùn)动速率完(wán)全不同的小行(xíng)星,运动(dòng)轨道却拥有(yǒu)相同的倾角,因此科学家认为是行星X的引力对这些小行星造成了影响(xiǎng),因为如(rú)果没有这个(gè)外力(lì)的影响,这六颗(kē)轨道异常的小行星(xīng)出现的(de)概率(lǜ)只有十(shí)万分(fēn)之七(qī),如此微小(xiǎo)的概率恰好意(yì)味着行星X存在的概(gài)率很(hěn)高(gāo)。

除此之外,在柯伊伯带中有着超过10亿个,一(yī)公(gōng)里以上的小(xiǎo)型天(tiān)体碎片,所有的这些微小天体碎片的轨道,倾(qīng)向于以一(yī)种非(fēi)常特定的方(fāng)式排列,它们同(tóng)样有着超远距离的(de)近日点(diǎn),而且这(zhè)些天体似乎并(bìng)没把(bǎ)海(hǎi)王星放在眼里。

它们(men)几乎(hū)脱(tuō)离了海(hǎi)王星的(de)轨道(dào),这就(jiù)很(hěn)奇(qí)怪不合(hé)乎常规了,除非有一个大较大(dà)的天体将它们拉向同(tóng)一方向(xiàng),而且其中的一些(xiē)天体轨(guǐ)道严重偏离黄(huáng)道面,几乎能够倾(qīng)斜到90度。

这就意味着必须有强大(dà)的外力参与才(cái)会出现这样的(de)情况,正是因(yīn)为这些力学奇怪(guài)的现象,让(ràng)大部分科(kē)学(xué)家坚定(dìng)地认为第九(jiǔ)大(dà)行星是(shì)一(yī)定存在的,否(fǒu)则不是(shì)我们的物理规律(lǜ)有(yǒu)问题(tí),就是这个世界本身有问题了。

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加州理工学(xué)院(yuàn)的团队将收(shōu)集的数据进行计算机模拟,计算出这个天体的(de)质量约为(wèi)冥王星质量的5000倍,也就是(shì)地球的10倍左右,直径(jìng)是地球(qiú)的二(èr)到(dào)四倍,这使(shǐ)得它的重力能(néng)够(gòu)主导太阳系的(de)外缘。如果这个大家伙存在它的一(yī)切性质都满足行星的标准,绝对有(yǒu)资格(gé)被视为太(tài)阳系第九(jiǔ)大行星(xīng)。

天文(wén)学家还推测行星X很可能是一颗冰巨行星(xīng),成分(fēn)与天王星和海王星的相似,由岩石(shí)和冰的混合(hé)物与一(yī)部分(fēn)气体构成,问题(tí)来了行星X如(rú)此(cǐ)巨大又几乎可以确定它在哪,我们为什么(me)找不到它(tā)呢?

首先行星X拥有和其他外海王(wáng)星天(tiān)体(tǐ)一(yī)样狭长的圆形轨(guǐ)道,围(wéi)绕太阳公转的(de)周期(qī)约为(wèi)15000到20000年,距离太阳最(zuì)近的时候也要(yào)280个天文单位,也就是地球到(dào)太阳距(jù)离的280倍,远日点更是能达到1120个天(tiān)文单位(wèi),这(zhè)是个什么概念呢?

相比之下遥(yáo)远的冥(míng)王星(xīng)的远日点只有49AU,再加上行星本身是不发光的,距离(lí)太阳又那么遥远,这就导(dǎo)致它(tā)在夜空(kōng)中的亮度,比海王星的亮度还要低数(shù)百万(wàn)倍,所以即便是在现代的天文望远镜下进行观测(cè),仍然需(xū)要(yào)一切条(tiáo)件都达到近乎完美。

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没有月(yuè)亮大气平静(jìng)光线不(bù)会受到(dào)丝毫的湍流影响(xiǎng),这样条件的夜空(kōng)每年都会出现但(dàn)是概率很低,而且(qiě)需(xū)要连续(xù)地这样的天气,才(cái)能在(zài)浩瀚的夜空中进行扫描观测(cè)。

从2017年到现在(zài)加州理工(gōng)学院(yuàn)的团队,只进行过两次这样的连续观测,显然这样的进展对(duì)于寻找行星X可能需(xū)要上千(qiān)年。

另外人(rén)类总是(shì)荒(huāng)谬地自认为,对(duì)于我(wǒ)们生存的太阳系(xì)非常了解,但实际上太阳系要比想象和了解地更加庞大(dà),它封(fēng)装了(le)我们能(néng)够观察到的所有物体,这(zhè)第九颗行星就是其(qí)中的一部(bù)分(fēn),它(tā)距离(lí)太阳的遥远距(jù)离使得它有(yǒu)足(zú)够(gòu)的(de)空间隐藏自己。

尤其(qí)对于以地球为中心进行观测的人类来说,不(bù)识(shí)庐山真(zhēn)面目只缘身(shēn)在此山中(zhōng)是对事件本身(shēn)性质(zhì)最贴(tiē)切地诠释,那么问题来了要怎么(me)样才能(néng)找(zhǎo)到第九(jiǔ)大行星呢(ne)?

其(qí)实也不难(nán)那就(jiù)是给太阳(yáng)系来一次人口普查,这就要仰(yǎng)仗(zhàng)一项(xiàng)即将上线的新设(shè)备,LSST是大口径(jìng)全天巡视望远镜(jìng)的简(jiǎn)称,全新(xīn)一代的(de)LSST正在智利调试和建造,它以一(yī)个开创了暗物质(zhì)的概念(niàn)的(de)美国天文学家(jiā)命名,叫做维拉鲁(lǔ)宾巡天望远(yuǎn)镜。

维拉鲁(lǔ)宾望远(yuǎn)镜按照收集(jí)的光量和视野宽度来说,规模是目前现役的和(hé)正在建造的,任何一(yī)个巡(xún)天望(wàng)远镜的(de)十倍以上(shàng)。

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我们可以把(bǎ)它(tā)理解成是目前(qián)人类建造的最大的“数码(mǎ)相机”,镜面直(zhí)径8.4米感光能力是人眼的(de)1亿倍,照出来的全尺(chǐ)寸照(zhào)片需要378台4K电视(shì)机才能(néng)完整显示,这使得它一次就能(néng)完成哈勃太空望远镜,需花120年时(shí)间做(zuò)的工作(zuò),而且在(zài)它工作第一(yī)个月观察到的宇(yǔ)宙(zhòu)区域,就将超过(guò)之前所有天文观测(cè)工作的(de)总和(hé)。

维拉(lā)鲁宾望远镜每天晚上能够拍摄1600张图像,产生20到30Tb的数据,它的主旨是解(jiě)开宇宙(zhòu)中的暗能量之谜,帮助人类深刻理(lǐ)解宇宙的历史和(hé)未来的发展,望远镜将每(měi)隔(gé)一小时(shí)拍摄出每片天(tiān)空的两张图(tú)像(xiàng)。

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这就意味着加州的天文学家可以根据光点的运动,区分出太(tài)阳系(xì)内的微弱(ruò)恒星(xīng)和其(qí)他天体,更高效的去寻(xún)找第九大行星的踪迹,它带来的结果就是要(yào)么发现第九大行(xíng)星,要么发现使得外海王星天(tiān)体轨(guǐ)道异常的更多其他(tā)天体。

除了(le)被假定是一颗行星(xīng),也有科学家推测这个天(tiān)体可能是一个流(liú)浪黑(hēi)洞,它被太(tài)阳系拉拢(lǒng)人群并搅乱了外围天体的轨道,这个黑洞(dòng)并(bìng)不是恒星(xīng)死(sǐ)亡坍塌后聚集而成的(de),而存(cún)在于霍金理论设想中的原初黑洞。

霍(huò)金认为原初黑(hēi)洞是宇宙大爆炸后不久(jiǔ),产生(shēng)并遗留至今的(de)”文物(wù)”,大爆炸(zhà)之(zhī)前的(de)宇宙被天文学(xué)家叫做原初宇(yǔ)宙,原初宇宙的(de)爆(bào)炸是不均匀的(de),局(jú)部空间能量密度(dù)太大导致“没崩开”,反而被(bèi)压(yā)缩成质量无(wú)限大地(dì)点以及围绕而成(chéng)的黑洞。

这种黑洞大小不一(yī)最小(xiǎo)的可能只(zhǐ)有(yǒu)粒子大(dà)小,一般的原(yuán)初(chū)黑洞跟太阳系常见的小行(xíng)星质量类似,这些黑洞随后漂流(liú)宇宙各处,一些已经通(tōng)过霍金辐射消散掉了,另一(yī)些则吸收物质壮(zhuàng)大存(cún)活(huó)至今(jīn),因此天文学家认(rèn)为海(hǎi)王星外(wài)天体的异常轨道以(yǐ)及(jí)一些引力事件,可以用质量为地球(qiú)数倍(bèi)的(de)原初(chū)黑洞(dòng)来解释。当然原(yuán)初黑洞同样是个(gè)假(jiǎ)设的概念,并没有(yǒu)被证实存(cún)在,大(dà)多(duō)数天文学家认为(wèi)这个假设太过大胆,对于(yú)第(dì)九(jiǔ)大行(xíng)星(xīng)始终是存在争议的美国(guó)天(tiān)体物理学家伊森·西格尔,对太(tài)阳系中存在(zài)尚未发现的(de)行星持怀疑态度,但(dàn)他推测太阳系至少有一(yī)颗超级(jí)地(dì)球(qiú),这种星球在其他行星系统中很常见。

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但(dàn)在太阳系中却还没有被发现,超(chāo)级地球可能在太阳(yáng)系早(zǎo)期的动(dòng)力不稳定期间,已经被弹到在宇(yǔ)宙空间中,不过这种概率(lǜ)经过(guò)计算只有2%左右,也许它还隐藏在太阳(yáng)系我们观(guān)察不到(dào)的某个(gè)角落(luò),干扰着那些柯(kē)伊伯带的(de)小天体们。

严格来(lái)说“第九行星“并不是学术上正式的名称,这个假说最初被提(tí)出时天(tiān)文学家以“干扰者“称呼(hū)这(zhè)个天体,根据国(guó)际天文学(xué)联合会对于天体命(mìng)名的规则,如果“第九行星”的(de)存在得到(dào)证实,将优先(xiān)考虑以发(fā)现(xiàn)者提出的名(míng)字作为正式的名(míng)称(chēng),依(yī)照以往(wǎng)的惯例名(míng)称也有可能(néng)取自罗马或(huò)希腊神话中(zhōng)的人物,所(suǒ)以说在座的各(gè)位都还有(yǒu)机会,如果谁能(néng)确切证明第九大行星(xīng)存在,很可能(néng)以后太阳(yáng)系中会(huì)有一颗以你名字命名的行(xíng)星,想想都觉得很酷!

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