太陽系，有多少不知道的秘密

　　太陽系，有多少不知道的秘密

　　太陽系有幾大行星？十天以前，回答還是確鑿無疑的9個，但現(xiàn)在，有可能是10個，也有可能是24個。

　　第10個，是顆名為2003—UB313的行星，個頭比冥王星還大，離太陽97個天文單位，約145億公里。第11個到第24個，據(jù)說存在于離太陽1000天文單位以外，個個都比火星還大，目前還未被人類觀測到。

　　“九大行星”理論是否就此終結(jié)？太陽系中還有多少我們不知道的秘密？記者采訪了眾多科學(xué)家，一一探究。

　　9個還是24個

　　從9個到24個，發(fā)生了什么？

　　記者越洋電話采訪了預(yù)測太陽系存在24個大行星的尤金·蔣，這位美國加州大學(xué)伯克利分校的天文學(xué)家是華裔，出生于美國。

　　尤金·蔣告訴記者，他聽說了美國科學(xué)家麥克·布朗宣布發(fā)現(xiàn)“第十大行星”2003—UB313的消息，但這顆行星的發(fā)現(xiàn)和他的預(yù)測完全沒有關(guān)系，也不屬于他的預(yù)測范圍之內(nèi)。根據(jù)他構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，太陽系開始時也許有200個小行星，互相結(jié)合，同時互相碰撞，最后變成了20個大行星。其中海王星、天王星、土星和木星發(fā)展成今天太陽系的行星，剩下的16個，因為相互引力，以及太陽系外恒星的引力，被拋向太陽系邊緣一個遙遠(yuǎn)的地方，以一種奇怪的角度圍繞太陽旋轉(zhuǎn)。

　　即使真的存在這16個行星，加上9大行星，應(yīng)該是25個呀，為什么尤金·蔣最后得出的數(shù)據(jù)是24大行星。尤金·蔣解釋，他傾向認(rèn)為，冥王星不能算成大行星，而是屬于柯伊伯帶天體。也正是據(jù)此觀點(diǎn)，大多數(shù)中國科學(xué)家認(rèn)為，把2003—UB313稱為“第十大行星”為時過早。

　　紫金山天文臺王思潮研究員介紹，柯伊伯帶是圍繞太陽系外圍的一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，從冥王星軌道處即離太陽40天文單位延伸到1000天文單位（1個天文單位等于1.5億公里）以外。目前，柯伊伯帶被發(fā)現(xiàn)的天體已有幾百顆。

　　北京天文館館長朱進(jìn)說，相比其他8大行星，冥王星擁有較扁的軌道和很大的軌道傾角，更加類似于柯伊伯帶天體。而新發(fā)現(xiàn)的2003—UB313，從其軌道特質(zhì)和離太陽距離來看，也應(yīng)該歸于這個天體帶。2003年，麥克·布朗還發(fā)現(xiàn)了天體“塞德娜”，它的直徑是冥王星的四分之三，當(dāng)時也曾被媒體稱為“第十大行星”，但是布朗自己認(rèn)為它只是一顆小行星，屬于柯伊伯帶。

　　至于尤金·蔣的預(yù)測是否正確，南京大學(xué)天文系主任李向東教授認(rèn)為，這一數(shù)據(jù)是依據(jù)某種行星形成理論，由數(shù)字模擬計算而來，有一定科學(xué)根據(jù)，但結(jié)果尚需觀測證實或否定。

　　中國人的預(yù)測

　　當(dāng)美國科學(xué)家宣稱2003—UB313是“第十大行星”后，很快，國內(nèi)很多媒體上都出現(xiàn)了一條消息，“中國人65年前就預(yù)測出第十大行星”。

　　這個中國人叫劉子華，四川人，上世紀(jì)40年代他在法國留學(xué)時提出：太陽系各星體與八卦的卦位存在著對應(yīng)關(guān)系。劉子華據(jù)此算出了第十顆行星離太陽的平均距離為74億公里，按希臘神話命名為“木王星”。

　　1945年，劉子華回國后，重慶的《中央日報》報道了這位用八卦推算出“木王星”的中國人，在當(dāng)時的中國科學(xué)界立即掀起了波瀾。

　　《新華日報》發(fā)表駁斥文章說：“任何一個在大學(xué)里，讀物理或數(shù)學(xué)的學(xué)生，都會明白像八卦那樣?xùn)|西，連一個運(yùn)動方程都沒有的，是絕不可能用來發(fā)現(xiàn)什么新行星的。”

　　重慶的《大公報》在頭版發(fā)表了時任中央科學(xué)院天文研究所所長的張鈺哲長篇論文《你知道行星如何發(fā)現(xiàn)的么？》張鈺哲的觀點(diǎn)非常鮮明：要證明發(fā)現(xiàn)了一顆行星，必須公布“那星在天空上的經(jīng)緯度”，從而算出它的軌道若何，它和太陽距離的遠(yuǎn)近，以及它將來逐日徑天的位置。“這又和易經(jīng)八卦有什么相干呢。”

　　在這段公案沉寂一段時間后，上世紀(jì)80年代，有雜志把劉子華的發(fā)現(xiàn)列入了“中華的世界第一”。1989年12月，四川科技出版社正式出版了劉子華的論文。關(guān)于劉子華的發(fā)現(xiàn)是否“偽科學(xué)”的爭論，又熱鬧了一陣。

　　今天，盡管國內(nèi)媒體再一次以劉子華的預(yù)測宣稱“我們比美國人早65年”，但記者采訪的科學(xué)家們對所謂的“木王星”及“八卦預(yù)測”，都傾向于認(rèn)為“沒有科學(xué)根據(jù)”。事實上，2003—UB313的特征數(shù)據(jù)，與劉子華描述的“木王星”也完全不相符合。劉子華的預(yù)測，至少依舊未被證明。

　　尋找行星X

　　無論是劉子華，還是麥克·布朗和尤金·蔣，都相信太陽系還存在未知大行星。

　　1846年，英國的亞當(dāng)斯和法國的勒維耶發(fā)現(xiàn)海王星后，人們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)海王星和天王星運(yùn)動軌道的偏離，應(yīng)該存在一顆至少為地球質(zhì)量十分之一的海王星外大行星，美國天文學(xué)家洛韋爾稱它為行星X。1930年，天文學(xué)家湯博發(fā)現(xiàn)了冥王星，但是冥王星的質(zhì)量要比預(yù)測中的行星X小太多。當(dāng)然，以此為標(biāo)準(zhǔn)，此次發(fā)現(xiàn)的2003—UB313也不是行星X。

　　對于行星X，人類有很多想象。美國學(xué)者克瑞希·烏特與艾利克在《古昔之謎》中描述，行星X是遠(yuǎn)古時代外星人到太陽系采礦的基地，但開采失敗，X行星在60到70萬年前爆炸。在中國作家周宇坤的科幻小說《會合第十行星》中，X行星是一個黑洞，一艘人類的宇航飛船被派去探測，最后竟成功穿越了黑洞，獲得了時空旅行的知識。

　　行星X在哪里？上海交通大學(xué)科學(xué)史系副教授鈕衛(wèi)星認(rèn)為，冥外大行星的位置恐怕已經(jīng)很遠(yuǎn)，很難根據(jù)其對其他行星的影響，來確定其運(yùn)動規(guī)律。那么，能否根據(jù)1766年德國提丟斯給出的行星軌道間距數(shù)列，找到行星X呢？李向東教授告訴記者，提丟斯數(shù)列預(yù)言了谷神星、天王星等的軌道，但對冥王星就已經(jīng)有很大誤差，冥外行星運(yùn)動更復(fù)雜，“偏心軌道”出現(xiàn)的幾率大，所以，不太可能由此推算九大行星以外的行星。

　　也有人認(rèn)為，行星X或許根本不存在。“旅行者”2號于1986年飛掠天王星，隨后又于1989年到達(dá)海王星附近，求得了它們質(zhì)量的新數(shù)值。美國天文學(xué)家斯坦迪什利用這些新數(shù)據(jù)，在1993年發(fā)表研究成果認(rèn)為，天王星軌道運(yùn)動不規(guī)則性現(xiàn)象，是由于過去理論計算時采用的天王星質(zhì)量數(shù)據(jù)不精確所致。至于海王星仍有殘存的方位觀測值和計算值的不吻合，也許可以用計算模型不夠理想來解釋。無需假設(shè)X行星的存在。

　　飛向冥王星

　　就像宇宙并非永恒，我們所在的太陽系也有開始，其大約形成于50億年前。

　　行星的形成比太陽稍后。朱進(jìn)說，目前天文學(xué)界比較公認(rèn)的行星形成學(xué)說是“星云說”，太陽從恒星際空間俘獲物質(zhì)，形成原行星云，后來演變成行星；也有認(rèn)為整個太陽系所有天體都是由同一個原始星云形成的，中心部分形成太陽，外圍部分形成行星。

　　尤金·蔣向記者介紹了“寡頭行星”理論：先是塵埃聚集，到能夠適應(yīng)萬有引力后，開始吸收物質(zhì)小碎片，逐漸壯大直到每一個都成為一個行星的尺寸。

　　行星是最早被人類認(rèn)識的天體之一。中國從秦朝就開始了對行星的研究，有“日月五星謂之七政”的說法。西方兩千年前的天文家托勒密在他的經(jīng)典著作《至大論》中，也對水木金火土五大行星以及太陽和月亮建立了幾何模型，精確解釋其運(yùn)動規(guī)律，統(tǒng)治了天文界長達(dá)13個世紀(jì)，直到哥白尼1543年提出了地球繞著太陽轉(zhuǎn)的“日心說”。

　　17世紀(jì)初，德國天文學(xué)家開普勒提出行星運(yùn)動三大定律。不僅證明了日心說和地球是行星理論的正確，也為牛頓的工作打下了基礎(chǔ)，他在1687年提出了萬有引力。1846年，根據(jù)天王星的攝動，亞當(dāng)斯和勒維耶預(yù)測并發(fā)現(xiàn)了海王星，這在行星探索的過程中是一個重大進(jìn)步，也是理論上的重大突破，開創(chuàng)了行星先預(yù)測、再發(fā)現(xiàn)的先河。

　　對行星的研究，在1930年冥王星發(fā)現(xiàn)后曾一度沉寂，直到1962年8月27日，人類發(fā)射了第一個金星探測器“水手2號”，喚醒了對行星的研究，明年，人類“新視野”探測器將飛向冥王星，希望能夠為解決“X行星”等問題提供新的視野。

　　你所不了解的宇宙

　　上世紀(jì)是天文學(xué)產(chǎn)生巨大發(fā)展的年代，宇宙爆炸、中子星、脈沖星、黑洞……新的發(fā)現(xiàn)和新的理論令人目不暇接，也把天文學(xué)與普通人的關(guān)系日漸拉遠(yuǎn)。

　　事實上，把天文學(xué)前沿和普通公眾分割開來的鴻溝并不新鮮。在中世紀(jì)，托勒密的《至大論》就是一本只對很少一些人打開的書。哥白尼的《天體運(yùn)行論》同樣是一本難以理解的書。而牛頓《原理》的發(fā)揚(yáng)光大只留給了少數(shù)有才華的數(shù)學(xué)家們。到愛因斯坦，這條鴻溝變得更寬了。在他的相對論發(fā)表100年后，仍然只有少數(shù)受過高等教育的人才能理解，正如劍橋大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)系主任霍斯金所說：“（現(xiàn)在）天文學(xué)學(xué)生面臨的技術(shù)和概念上的障礙已經(jīng)穩(wěn)步增長到令人畏懼的地步。”

　　究其原因，是因為今天的天文學(xué)就像其他物理學(xué)分支一樣，愈來愈傾向以復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式來描述。自17世紀(jì)始，抽象的數(shù)學(xué)邏輯，最終讓科學(xué)超越了初級的力學(xué)，也讓科學(xué)超越了人的直覺經(jīng)驗。現(xiàn)代物理學(xué)的大部分內(nèi)容已經(jīng)超越了我們的經(jīng)驗世界。從日常經(jīng)驗出發(fā)，任何一個人想正確想象大爆炸、奇點(diǎn)等概念都是不可能的。

　　這給科普工作者造成了難度，要向一個沒有高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的普通人解釋這些概念，需要花費(fèi)的功夫是難以想象的。“我們希望天文能離大眾近些、更近些……”上海天文臺的趙東海博士在接受記者采訪時曾經(jīng)表達(dá)過自己的愿望，他所在的馬普小組，在宇宙暗物質(zhì)研究中處于國際領(lǐng)先地位。“我們一直在尋找途徑，把前沿理論傳達(dá)給大眾。希望媒體能很好的充當(dāng)這個中介，讓更多的人認(rèn)識我們所處的宇宙。”