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,有科學家發了一篇論文,論文中有幅圖,用一個黑色的圓來表示黑洞。根據研究人員計算,如果該黑洞質量為地球質量的 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,則相當于 10 個地球質量。
按比例換算一下,如果基于假設的太陽系第九大行星是一顆黑洞的話,其質量則約為 5 個太陽質量。那么,如果第九大行星真是顆黑洞,我們怎么才能找到它呢?
據外媒報道,普林斯頓高等研究院(IAS)著名物理學家愛德華·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
根據目前研究,太陽系有 8 顆行星和許多矮行星。但天文學家一直都很好奇,在海王星之外是否有第九大行星?該星是不是躲過了望遠鏡的追蹤?
海王星附近巖石的集體運動的方式比較奇怪,就好像那兒有個 5 至 10 倍地球質量的巨大物體在繞軌運行,而這可能就是第九大行星存在的跡象。
雖然望遠鏡觀測不到“第九大行星”,但科學家目前又不能排除其存在的可能。去年 9 月,伊利諾伊大學芝加哥分校的科學家詹姆斯·昂溫(James Unwin),以及英國杜倫大學的科學家雅各布·舒爾茨(Jakub Scholtz)發表了一篇論文,認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,現在正繞著太陽運行。
兩位科學家知道這一理論不太可能成立,但他們希望其他科學家展開想象,用獨特的方式來尋找第九大行星,比如使用伽馬射線望遠鏡。
威滕在此想法上更進一步。根據威滕的設想,假設第九大行星是一顆黑洞,科學家可開展一項專門尋找該黑洞的任務。威滕在 arXiv 預印本網站上發表了該論文。該論文尚未經過同行評審。
圖注:突破攝星計劃概念圖
威滕提議的任務,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,為單個質量僅為幾克的超輕量級飛行器進行引導并提供能量加速,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回定時信息,而只要一個飛行器的時鐘出現細微變化,就可能表明其已同小型黑洞的強引力場相交。
那么,我們現在就要建造這類飛行器嗎?威滕表示,應該先通過望遠鏡或其他方式搜尋,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。而最大的好消息就是,即便用望遠鏡搜不到“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
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