10年前的今天,也就是2006年8月24日,太阳系蓝色星球上的一群两脚兽宣布:他们星系靠近柯伊伯带的一颗被他们称作“冥王星”的天体,不再是一颗行星啦!被降级成矮行星啦!
图片来源:ilovedoodle
除名的主要原因是冥王星体积太小,还不够大行星的标准。并且没能“干掉”同轨道的其他星体。
不过,这些并不是真实的原因。只有数学家知道幕后的惊天大秘密,他们早早就知道了一切——
1980年10月28日,美国地球物理联盟的会刊《厄俄斯》(Eos)上发表了这样一篇论文,宣布冥王星将在1984年消失。为什么呢?这要从冥王星质量数据说起……
首先,冥王星太远了,因此很难直接测量它有多大,但相关计算从未停止。虽然冥王星实际上是1930年才被观测到,但早在1848年就有人根据海王星的轨道计算过了——通过引力扰动。100多年来,无数研究者计算过它的大小,得出了不同的数值。
这么多优秀的天文学家费了这么大精力进行了如此认真的计算,忽视它是不对的嘛!于是,论文作者(也就是数学家们)将百年来的数据汇集到了一起:
非常明显,这些数据不是随机分布的!!它们位于一条曲线上(这进一步证明早年的计算不是乱来的)。于是,数学家们进一步对这条曲线进行了拟合。
对,拟合。
拟合的结果非常惊人:很明显,冥王星马上就要消失了!冥王星质量对时间的函数是一个余弦函数,指数pi。它刚发现的时候是最大的,而过去几年里质量在以惊人的速度缩小。当1984年这个不祥的年份到来时,它就会完全消失。对于那些讨厌冥王星奇怪轨道的人来说,这是个好消息啊……
(虽然对天文学家不太友好(特别是毕业论文题目为冥王星相关的那些学生,默哀。
不过,喜欢冥王星的人也不要太丧气!毕竟拟合的结果是一条余弦曲线,而余弦函数,是。周。期。性。的。
首先,1984年之后,余弦函数变成了负的。而我们都知道一个负数取无理指数会变成复数!因此冥王星依然存在,但却得到了复质量,其实部是个负数。根据万有引力公式,冥王星将对身边的一切施加斥力,把所有人推开。
然后,等到2256年,冥王星将会重新以真正的行星面貌出现,然后质量快速增加,到2392年的时候,将会达到巅峰——质量为12倍地球。
……看谁还敢开除它。
论文原文。
论文作者:
A. J. Dessler Rice University Houston, Texas
C. T. Russell University of California Los Angeles, California
好吧,你应该也看出这是数学家开的嘲讽了。不过说正经的,为啥天文学家对小冥的估算会出现这样急转而下(字面含义)的剧情?
首先,开始那几个值完全是乱来的,啥都不知道呢就用引力扰动来估算你不是搞笑吗,变量太多了。
等到冥王星能被观测到之后就好多啦,但是新问题出现了:直接观测只能看到亮度。怎么从亮度推断大小?得有个反照率数据。小小的镜子就能很亮,大大石头反而没那么亮。
鉴于谁也不知道冥王星的反照率,大家就先假定它有个正常反照率好了——结果越观测,数据越多,表明的它的反照率也越高……
最后大家发现它好像不是个石头星诶,而是表面有冰雪,所以很亮!反照高达50%!难怪。相应的,就是它其实很小,直径不到2300km(比月球还小哦!)
再加上“冥王星杀手”Mike Brown(他的twitter真的就叫plutokiller)在柯伊伯带附近发现了不少和冥王星不相上下的矮行星,这给了小冥致命一击:既然你是,它们凭什么不是?所以你也不是了!快走!
于是10年前,小冥惨遭降级……
而狠心的人类还发出了致命一击:他们给“冥王星”一个新的动词词性,意思是“将……降级”——黑冥王星最高境界:Pluto作动词,表“降级”
人类啊,这下就算你们送去了新视野号也无法平息冥王冰冷的愤怒了。
至少去年,新视野号过去的时候,小冥还在那里
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