科學家預測:海王星一旦出現問題可能導致太陽系失去平衡

一說到「太陽系」,我們的腦海中馬上就會聯想到這是一個擁有眾多恒星家庭的家園。科學家們懷著敬畏的心情去看待這一切,因為它們之間的工作是那麼的協調。但是,如果有一顆行星威脅到了這種和平,又會怎樣?事實上這顆行星就是海王星,海王星為何會對我們的太陽系構成威脅?

首先讓我們來了解一下海王星的遠房親戚——太陽系里最大的行星——木星。假如這顆行星在我們的太陽系中突然消失了呢?首先,環繞著太陽運轉的其它星球的運行軌跡會有細微的改變。沒錯,但是最危險的部分就是幾百萬的行星殘骸碎片,它們會最終沖擊到地球,把人類送到生命終點。那麼,假如海王星出了問題,我們的太陽系又該如何?

海王星是一個由14個衛星組成的星球,其大小是地球的4倍。英國物理學家和數學家艾薩克·牛頓在1687年發表了一本《自然哲學數學原理》,這本書幫助人們了解對行星繞太陽運行的規律。此后,科學家發現,太陽系僅僅是一顆環繞星系中心轉動的極小恒星。這就意味著,我們的太陽系有時會從其它恒星的前方經過,從而造成嚴重的損害,最后導致星球脫離軌道。

科學家相信,「恒星飛越」是一個必然會在行星體系進化中出現的重大事件。雖然科學家仍然在尋找是否有跡象表明恒星的飛越引起了我們的太陽系的巨大改變,但是,鑒于大部分的改變都是在46億年之前發生的,因此,人們也許會認為,在時間上,有關于恒星飛過的證據是否存在?

太陽系已經有46億年的歷史了,而且它的排列并不算是穩定,而是混亂。如果一顆星球一直處在一種不斷混亂的狀態,那麼它就無法保持穩定。這樣的話,行星的排列就會被這些干擾所擾亂,從而造成災難性的后果,這是由于整個太陽系都是依靠星球間的重力作用結合在一起。

海王星是太陽系中距太陽44億7千米的最遙遠的行星,同時,這也使得其成為了最易受攻擊的行星。我們都知道,我們的太陽系并不是一個獨立的星球,這是一個由小行星,恒星,流星體,氣體組成的星系,有些星球會對其他星球造成傷害,因此它們都在不斷地移動。那麼這對于我們的古老的海王星有何意義?

從一個假定的角度來看,海王星會成為首顆被恒星掠過的星球。多倫多大學的兩名科學家做了超過3000次的模擬,這些實驗都是在不同的范圍內發生的。這項試驗的基礎是,假如有一顆星球經過的話。這樣他們就能估計了在接下來的幾十億年里會發生什麼。事實上加拿大的科學家們已經發現,要想改變海王星的運行軌跡,必須要達到0.03 AU的距離范圍內,也就是45億米,才能對太陽系的長期穩定造成任何影響,海王星的這一變化將使我們的太陽系壽命周期的不穩定度提高了10倍。

科學家還猜測,如果附近的恒星正好靠近海王星,那麼它的運行軌跡就會改變,這將會對我們的太陽系其它星球造成巨大的影響。你知道嗎?恐怖的還不止于此。如果真是那樣的話…那麽,通過的恒星并不會有太大的危害,對于它們來說只是家常便飯,但是對于行星來說卻是一場滅頂之災。更可怕的是,因為海王星與地球之間的距離,在災難來臨之前,我們很有可能無法看見。

科學家們很擔心我們如何才能看見一顆經過的恒星,但是很遺憾,要搞明白這個問題對科學家來說是個巨大的挑戰。自從牛頓發明了重力學說后,天文學家們就一直在為此而奮斗。所有這些都歸結到 N體問題,這個問題說明了如何很難預測一群物體之間的引力相互作用。從數學上講,要準確地解決這一問題是不可能的,因此天文學家們只好使用數字逼近法。

不過,問題來了。數字逼近法的難點是:一是行星的移動難以預料,這就意味著,系統初始狀態的細微改變(哪怕差別只有十億分之一)也會造成很大的影響。第二,在時間上有很大的差別。利用數字解決方案,科學家能夠在不失去穩定性的情況下,估算出將不穩定的模型數目。但是,由于每天都要對星球進行模擬,因此,解決時間標度問題依然是一個難題。即便是在現代電腦可以做到的情況下,這個仿真也要花上3-4個星期。這一切都可以使我們得出結論:海王星是我們生命中惟一的一個危險星球。

加利福尼亞科技大學的兩名科學家于2015年一月提出,海王星環繞著太陽運行了一條非常長的軌道,比冥王星要遠得多。他們的論點大多來自于數學模型和電腦仿真,而非觀測。這是由于這個無形的星球對一組奇怪的軌道上的小型物體所產生的明顯的重力作用所導致的。按照這個假定,海王星的質量是地球的十倍,它的軌道與太陽之間的距離大約是20倍。

懷特米爾博士,阿肯色大學的一位退休的天文物理教授,宣稱9號行星是造成地球和其它星球的彗星風暴的罪魁禍首。懷特米爾博士的研究表明,每2700萬年,一顆大行星就會「驅逐」一次慧星,從而造成大量的物種滅絕。但是,目前還沒有證據顯示哪些彗星被認為是對地球造成威脅的。不過,觀察人士對近地物體的潛在問題進行了嚴密的研究,我們還是有希望的。多倫多大學的科學家在模擬實驗后,得出的結論是,在未來1000億年里,這些恒星將不會通過我們的太陽系。

雖然我們美麗的星球持續面臨著許多生命危機,例如核戰爭,流行病和極端的氣候變化。但是,與某些科學家預言的地球相比,這種恐怖的景象顯得很渺小。在他們的設想中,地球的末日將是毀滅。最有可能的情況發生在數十億年之后,太陽會擴張,并將地球吞沒。我們也許不能避免一場大災難。

耶魯大學的一位天文學家,如格雷戈里·勞克林,對遙遠的未來進行了研究,他們很難相信人們對生命的預言是如此的美好。由于科技的發展,以及我們種族的不斷發展,在我們的太陽系滅絕之后,人類將會在一定的時間內存活下來。但是,我們的祖先必須進行行星跳躍。為了在太陽系以外的地方定居,將來的移民們很有可能會放棄在星球和月球上的生活,而選擇在宇宙中的「中轉站」。

在中轉站就可以利用太陽系以外的資源,例如從小行星和小行星上采集到的礦石,就可以就地建立,人造衛星和慧星可以同時提取水,冰和揮發性物質,太陽能鏡子可以把太陽的輻射量聚集在這個地方,從而為植物的生長提供充足的太陽光,太陽能,核反應堆和核反應堆將會提供所有需要的能量。因為它們離天王星和海王星很近,所以會有大量的氫氣和氦氣。

通過將小行星巖石材料、有機化合物(甲烷)和硝酸化肥等有機物質混合,可以在房屋中形成具有土壤作用的生物社區。水,冰和氨能被用于制造氧和氮,并被抽到空氣中,這樣就可以添加植物,灌木,樹木和動物,組成一個完整的可再生的生態系統。在這樣的生態系統里,植物會制造氧氣,把二氧化碳從大氣中帶走,同時,土地和植被也會形成氮與水循環,正如我們在地球上一樣。太空站也將成為一個基地,用來為機器人或人類運輸車輛收集物資。如果有多余的資源,例如鉆石,黃金和鉑金,那麼這種材料還可以作為一種特殊的材料,用于建筑室內和地上的旋轉房屋。一段時間后,將會形成一個強有力的經濟文明。

難以想象,太陽系外的基地也是進行各種科研活動的理想場所。不過…你覺得我們人類能夠從災難中解救自己麼?歡迎留下你的看法!

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