假设太阳系内有一颗黑洞,那怎样才能找到它?
圖注:論文中的黑洞示意圖,該黑洞直徑則約為 10.16 厘米
騰訊太空訊,最近,有科學(xué)家發(fā)了一篇論文,論文中有幅圖,用一個黑色的圓來表示黑洞。根據(jù)研究人員計算,如果該黑洞質(zhì)量為地球質(zhì)量的 5 倍,那么該黑洞直徑則約為 10.16 厘米。而一個保齡球大小的黑洞,則相當(dāng)于 10 個地球質(zhì)量。
按比例換算一下,如果基于假設(shè)的太陽系第九大行星是一顆黑洞的話,其質(zhì)量則約為 5 個太陽質(zhì)量。那么,如果第九大行星真是顆黑洞,我們怎么才能找到它呢?
據(jù)外媒報道,普林斯頓高等研究院(IAS)著名物理學(xué)家愛德華·威滕(Edward Witten)對此問題有個想法。威滕提出,只需一大批裝有精確時鐘的由激光驅(qū)動的小型飛行器即可。
前往黑洞的超輕量級飛行器概念圖
根據(jù)目前研究,太陽系有 8 顆行星和許多矮行星。但天文學(xué)家一直都很好奇,在海王星之外是否有第九大行星?該星是不是躲過了望遠(yuǎn)鏡的追蹤?
海王星附近巖石的集體運(yùn)動的方式比較奇怪,就好像那兒有個 5 至 10 倍地球質(zhì)量的巨大物體在繞軌運(yùn)行,而這可能就是第九大行星存在的跡象。
雖然望遠(yuǎn)鏡觀測不到“第九大行星”,但科學(xué)家目前又不能排除其存在的可能。去年 9 月,伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的科學(xué)家詹姆斯·昂溫(James Unwin),以及英國杜倫大學(xué)的科學(xué)家雅各布·舒爾茨(Jakub Scholtz)發(fā)表了一篇論文,認(rèn)為第九大行星可能是一顆黑洞,自宇宙形成之初就一直存在,現(xiàn)在正繞著太陽運(yùn)行。
兩位科學(xué)家知道這一理論不太可能成立,但他們希望其他科學(xué)家展開想象,用獨特的方式來尋找第九大行星,比如使用伽馬射線望遠(yuǎn)鏡。
威滕在此想法上更進(jìn)一步。根據(jù)威滕的設(shè)想,假設(shè)第九大行星是一顆黑洞,科學(xué)家可開展一項專門尋找該黑洞的任務(wù)。威滕在 arXiv 預(yù)印本網(wǎng)站上發(fā)表了該論文。該論文尚未經(jīng)過同行評審。
圖注:突破攝星計劃概念圖
威滕提議的任務(wù),需要依賴突破攝星(Breakthrough Starshot)計劃。該計劃,就是利用地球上的激光器,為單個質(zhì)量僅為幾克的超輕量級飛行器進(jìn)行引導(dǎo)并提供能量加速,以探索更深的宇宙。
1 天文單位(A.U.)約為 1.5 億千米。冥王星與太陽的平均距離約為 40A.U.。威滕提出,可發(fā)射一千個超輕量級飛行器并對其加速,使其足以飛行 500A.U. 的距離。
每個超輕量級飛行器都會向地球發(fā)回定時信息,而只要一個飛行器的時鐘出現(xiàn)細(xì)微變化,就可能表明其已同小型黑洞的強(qiáng)引力場相交。
那么,我們現(xiàn)在就要建造這類飛行器嗎?威滕表示,應(yīng)該先通過望遠(yuǎn)鏡或其他方式搜尋,如未果,可考慮超輕量級飛行器。
威滕還表示,盡管用微型飛行器搜尋黑洞并不容易,但“在微型飛行器中進(jìn)行足夠精確的計時,可能是該項目最大的障礙。”
圖注:美國宇航局研究人員與太空原子鐘
不過也有好消息,美國宇航(NASA)目前正在測試一個用于深空探測的原子鐘,雖然該原子鐘比較大,但很多突破即將出現(xiàn)。而最大的好消息就是,即便用望遠(yuǎn)鏡搜不到“第九大行星”,我們還有威滕的后備計劃。(翻譯:羽佳審核:喬輝)
總結(jié)
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