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科学家警告:冥王星可能导致太阳系破碎,原因可能就是三体问题
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2022.08.11 四川

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一说到“太阳系”,我们的脑海中马上就会联想到这是一个拥有众多恒星家庭的家园。科学家们怀着敬畏的心情去看待这一切,因为它们之间的工作是那么的协调。但是,如果有一颗行星威胁到了这种和平,又会怎样?事实上这颗行星就是海王星,海王星为何会对我们的太阳系构成威胁?

首先让我们来了解一下海王星的远房亲戚——太阳系里最大的行星——木星。假如这颗行星在我们的太阳系中突然消失了呢?首先,环绕着太阳运转的其它星球的运行轨迹会有细微的改变。没错,但是最危险的部分就是几百万的行星残骸碎片,它们会最终冲击到地球,把人类送到生命终点。那么,假如海王星出了问题,我们的太阳系又该如何?

海王星是一个由14个卫星组成的星球,其大小是地球的4倍。英国物理学家和数学家艾萨克·牛顿在1687年发表了一本《自然哲学数学原理》,这本书帮助人们了解对行星绕太阳运行的规律。此后,科学家发现,太阳系仅仅是一颗环绕星系中心转动的极小恒星。这就意味着,我们的太阳系有时会从其它恒星的前方经过,从而造成严重的损害,最后导致星球脱离轨道。

科学家相信,“恒星飞越”是一个必然会在行星体系进化中出现的重大事件。虽然科学家仍然在寻找是否有迹象表明恒星的飞越引起了我们的太阳系的巨大改变,但是,鉴于大部分的改变都是在46亿年之前发生的,因此,人们也许会认为,在时间上,有关于恒星飞过的证据是否存在?

太阳系已经有46亿年的历史了,而且它的排列并不算是稳定,而是混乱。如果一颗星球一直处在一种不断混乱的状态,那么它就无法保持稳定。这样的话,行星的排列就会被这些干扰所扰乱,从而造成灾难性的后果,这是由于整个太阳系都是依靠星球间的重力作用结合在一起。

海王星是太阳系中距太阳44亿7千米的最遥远的行星,同时,这也使得其成为了最易受攻击的行星。我们都知道,我们的太阳系并不是一个独立的星球,这是一个由小行星,恒星,流星体,气体组成的星系,有些星球会对其他星球造成伤害,因此它们都在不断地移动。那么这对于我们的古老的海王星有何意义?

从一个假定的角度来看,海王星会成为首颗被恒星掠过的星球。多伦多大学的两名科学家做了超过3000次的模拟,这些实验都是在不同的范围内发生的。这项试验的基础是,假如有一颗星球经过的话。这样他们就能估计了在接下来的几十亿年里会发生什么。事实上加拿大的科学家们已经发现,要想改变海王星的运行轨迹,必须要达到0.03 AU的距离范围内,也就是45亿米,才能对太阳系的长期稳定造成任何影响,海王星的这一变化将使我们的太阳系寿命周期的不稳定度提高了10倍。

科学家还猜测,如果附近的恒星正好靠近海王星,那么它的运行轨迹就会改变,这将会对我们的太阳系其它星球造成巨大的影响。你知道吗?恐怖的还不止于此。如果真是那样的话…那麽,通过的恒星并不会有太大的危害,对于它们来说只是家常便饭,但是对于行星来说却是一场灭顶之灾。更可怕的是,因为海王星与地球之间的距离,在灾难来临之前,我们很有可能无法看见。

科学家们很担心我们如何才能看见一颗经过的恒星,但是很遗憾,要搞明白这个问题对科学家来说是个巨大的挑战。自从牛顿发明了重力学说后,天文学家们就一直在为此而奋斗。所有这些都归结到 N体问题,这个问题说明了如何很难预测一群物体之间的引力相互作用。从数学上讲,要准确地解决这一问题是不可能的,因此天文学家们只好使用数字逼近法。

不过,问题来了。数字逼近法的难点是:一是行星的移动难以预料,这就意味着,系统初始状态的细微改变(哪怕差别只有十亿分之一)也会造成很大的影响。第二,在时间上有很大的差别。利用数字解决方案,科学家能够在不失去稳定性的情况下,估算出将不稳定的模型数目。但是,由于每天都要对星球进行模拟,因此,解决时间标度问题依然是一个难题。即便是在现代电脑可以做到的情况下,这个仿真也要花上3-4个星期。这一切都可以使我们得出结论:海王星是我们生命中惟一的一个危险星球。

加利福尼亚科技大学的两名科学家于2015年一月提出,海王星环绕着太阳运行了一条非常长的轨道,比冥王星要远得多。他们的论点大多来自于数学模型和电脑仿真,而非观测。这是由于这个无形的星球对一组奇怪的轨道上的小型物体所产生的明显的重力作用所导致的。按照这个假定,海王星的质量是地球的十倍,它的轨道与太阳之间的距离大约是20倍。

怀特米尔博士,阿肯色大学的一位退休的天文物理教授,宣称9号行星是造成地球和其它星球的彗星风暴的罪魁祸首。怀特米尔博士的研究表明,每2700万年,一颗大行星就会“驱逐”一次慧星,从而造成大量的物种灭绝。但是,目前还没有证据显示哪些彗星被认为是对地球造成威胁的。不过,观察人士对近地物体的潜在问题进行了严密的研究,我们还是有希望的。多伦多大学的科学家在模拟实验后,得出的结论是,在未来1000亿年里,这些恒星将不会通过我们的太阳系。

虽然我们美丽的星球持续面临着许多生命危机,例如核战争,流行病和极端的气候变化。但是,与某些科学家预言的地球相比,这种恐怖的景象显得很渺小。在他们的设想中,地球的末日将是毁灭。最有可能的情况发生在数十亿年之后,太阳会扩张,并将地球吞没。我们也许不能避免一场大灾难。

耶鲁大学的一位天文学家,如格雷戈里·劳克林,对遥远的未来进行了研究,他们很难相信人们对生命的预言是如此的美好。由于科技的发展,以及我们种族的不断发展,在我们的太阳系灭绝之后,人类将会在一定的时间内存活下来。但是,我们的祖先必须进行行星跳跃。为了在太阳系以外的地方定居,将来的移民们很有可能会放弃在星球和月球上的生活,而选择在宇宙中的“中转站”。

在中转站就可以利用太阳系以外的资源,例如从小行星和小行星上采集到的矿石,就可以就地建立,人造卫星和慧星可以同时提取水,冰和挥发性物质,太阳能镜子可以把太阳的辐射量聚集在这个地方,从而为植物的生长提供充足的太阳光,太阳能,核反应堆和核反应堆将会提供所有需要的能量。因为它们离天王星和海王星很近,所以会有大量的氢气和氦气。

通过将小行星岩石材料、有机化合物(甲烷)和硝酸化肥等有机物质混合,可以在房屋中形成具有土壤作用的生物社区。水,冰和氨能被用于制造氧和氮,并被抽到空气中,这样就可以添加植物,灌木,树木和动物,组成一个完整的可再生的生态系统。在这样的生态系统里,植物会制造氧气,把二氧化碳从大气中带走,同时,土地和植被也会形成氮与水循环,正如我们在地球上一样。太空站也将成为一个基地,用来为机器人或人类运输车辆收集物资。如果有多余的资源,例如钻石,黄金和铂金,那么这种材料还可以作为一种特殊的材料,用于建筑室内和地上的旋转房屋。一段时间后,将会形成一个强有力的经济文明。

难以想象,太阳系外的基地也是进行各种科研活动的理想场所。不过…你觉得我们人类能够从灾难中解救自己么?欢迎留下你的看法!

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