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从轨道异常说起,太阳系第九颗行星存在吗

科学探索万象经验2023-05-08

让我们考虑一个简单的宇宙,除了太阳和地球之外什么都不存在。在这种情况下,牛顿引力足以描述太阳的轨道。借助牛顿万有引力定律以及我们对太阳和地球质量的了解,我们几乎可以准确地描述这个两体太阳系将如何运作。现在,我们把火星添加进去,此时我们会发现地球轨道有点变化。牛顿引力告诉我们,一定是有其他引力影响等待我们去发现。因此,即使我们不知道火星在那里,我们仍然可以判断有什么东西在那里。

水星、金星、火星、木星和土星是最早被发现的行星, 因为我们可以用肉眼看到它们。但直到18世纪才发现第七颗行星天王星,因为它不是那么明显。但在发现它之后,理论物理学和望远镜已经足够先进,科学家们发现天王星的轨道出了问题,一定有其他重物影响着它。因此,第八颗行星海王星成为第一个被数学预测的行星,科学家甚至可以在观测之前估计它的大小和位置,这导致它最终在1846年被发现。

但随后的计算表明,天王星和海王星的轨道仍然存在问题,所以天文学家开始寻找第九颗行星。最终,我们在1930年发现了冥王星。就在每个人都认为解决了一个巨大的谜团时,计算表明太小太轻,无法消除天王星和海王星的轨道不一致。