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現在時間: 2008年07月05日 20:06

太陽系行星之謎

（2007年11月20日 13:25） 來源︰《大自然探索》 2007年第10期

□作者: 吳再豐／編譯

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　　編譯/吳再豐點評/徐永　
　　
　　2006 年8 月，國際天文學大會將冥王星從太陽系行星行列中除名，現在的太陽系只剩下8 大行星。然而，至今仍有一些天文學家相信，就算除去冥王星，太陽系也不止有8 顆行星。
　　
　　下面這篇文章涉及到有關太陽系行星的若干未解之謎。比如，在太陽的背後是不是還有我們未知的行星? 火星和木星之間的小行星帶是不是由一顆行星破碎形成的？等等。可以說，這是一篇充滿稀奇古怪的理論的文章，讀來饒有興趣。不過，稍有一些天文學知識的讀者會發現，文中的內容在科學上大多沒有定論，屬于假說，有些甚至是無稽之談。“說它是知識，卻摘不掉謬誤的帽子；說它是謬誤，其中也不乏真知灼見。”
　　那麼，在這篇文章中，哪些屬于科學的假說，哪些屬于偽科學的謬誤？我們首先必須對“假說”進行科學定義。什麼是假說？簡言之，是指科學的猜測或設想。其最主要的特征是科學性。假說不是隨意的幻想和毫無根據的空想，而是人們以已經認識並掌握了的有關科學知識或經驗知識為依據，以一定的確實可靠的事實材料為基礎，並按照科學邏輯的方法推理而成。當然，假說也具有推測性。假說是在不完全或不充分的經驗事實基礎上推導出來的，是還未經過實踐檢驗的結論，因此，不得不帶有一定成分的想象與推測。
　　本刊特別約請紫金山天文台徐永　研究員對此文進行點評，希望有助于讀者以科學的眼光閱讀這篇“另類”文章，明白科學的道理，抵制偽科學的蠱惑，學會進行合理的“奇思妙想”。
　　——編者
　　
　　

　　被太陽擋住的“未知行星”
　　在太陽背後，隱藏著一顆不為人知的行星，只在日全食發生期間偶露“尊容”。這是真的嗎？
　　1991 年7 月11 日，大約有6 萬名天文愛好者涌向夏威夷島，觀測20 世紀規模最大的一次日全食。不巧的是，從早上起天就一直陰著，能夠觀測到這次日全食的地點只有夏威夷群島西海岸的部分地區，特別是海拔4205 米的莫納克亞火山頂上。
　　清晨6 時半，太陽剛一升起，就被月球給擋住了，人群中發出了歡呼聲。太陽逐漸變暗，周圍的氣溫隨之急速下降，海浪也減小了。可是，就在人們期待已久的日全食終于到來的那一瞬間，厚厚的雲層突然將人們的視線擋住——很多人都沒能看到這次日全食的全過程，唯獨莫納克亞天文台的專家們得以繼續觀測，並將4 分鐘的日全食過程通過無線電波傳送到全世界。當時，很多國家都進行了電視實況轉播。
　　就在這次日全食即將結束時，有細心的電視觀眾發現︰在電視畫面中，在太陽的正上方，出現了一個火紅的、令人不可思議的“球體”。作為電視轉播特邀佳賓的一位天文學家在看到這個現象時也為之一驚，他帶著為難的神情解釋說︰“或許這是從太陽輻射出的日珥吧！”
　　何謂日珥，是指從日面邊緣向外噴出的像紅色火焰一般的熾熱氣體，也稱“太陽紅焰”，其規模之大，足以吞下幾個地球。日珥的存在時間從幾分鐘到半小時不等。不過，在日全食之際看到的日珥，通常呈胡須狀或噴泉狀。那麼，人們在電視畫面上看到的那個“球體”如果不是日珥，會是什麼呢？有人認為，它是隱藏在太陽背後的一顆不為人知的“未知行星”。持這種觀點的人解釋說，這顆不為人知的行星總是被巨大的太陽及其光芒所遮擋，無法被地球望遠鏡甚至空間望遠鏡觀測到。但是，按照愛因斯坦的相對論，太陽的質量和引力巨大，其周圍空間會被太陽引力強烈扭曲（即所謂“引力扭曲空間”），所以在某個或某些時段從地球上能夠看到太陽背後的情景。
　　
　　專家點評
　　在日全食中見到紅色“球體”的機會雖然不多，但並非絕無僅有。1980 年2月16 日，我國雲貴地區，在日全食發生時，人們就見到過這種現象，它叫“倍里珠”。“倍里珠”是日全食時穿過月面山谷的太陽光射入觀測者眼球形成的，同太陽系里的未知行星無任何聯系。的確，在太陽系里，海王星軌道外面的柯依伯帶里有很多未知行星，現在已經發現了一些，還有許多正等待我們去探測，去發現。然而，把“倍里珠”當作未知行星，實在有“指鹿為馬”之嫌。而且，即使在日全食期間能看到未知行星，概率也是很小的。
　　
　　有趣的“提丟斯定則”
　　19 世紀初，人們發現了位于火星與木星之間的小行星帶。事實上，小行星帶早在18 世紀就被德國人提丟斯預見到了。
　　

　　在火星與木星之間有一片廣闊的地帶，其間沿一定軌道環繞太陽運行著大大小小的岩石，這就是著名的“小行星帶”，是在19 世紀初被發現的。1801 年1 月1 日，意大利天文學家皮亞齊在這一地帶發現了小行星塞內斯（直徑1003 千米）。1802 年，德國天文學家奧伯斯在這里發現了小行星帕拉斯（直徑608 千米）。此後，在這一地帶又相繼發現了幽諾、維斯達等小行星。
　　事實上，早在18 世紀，這個小行星帶就被德國人提丟斯預見到了。提丟斯是一位中學教師，每次仰望星空，他都覺得太陽系的行星排列應該是有一定規律的。他確定每個行星圍繞太陽旋轉的軌道半徑R 與該行星的序號n（從太陽系中心到外圍依次排列，例如距離太陽最近的水星的序號是1，地球的序號是3）之間滿足下列公式︰R ＝ 0.4+0.3×2 （n － 2）。其中，R 的單位是天文單位，即1 個日地距離（太陽與地球之間的直線距離）。現在太陽系的大行星基本上都遵守這個法則。根據這個公式計算，在第5 條軌道上應該還有一顆行星，但天文觀測顯示，那里只有由成千上萬顆小行星組成的小行星帶。順便指出，提丟斯于1766 年提出他的定則，但因缺乏天文學上的依據而未引起其他天文學家的注意。頗具諷刺意義的是，這一定則在1772 年被德國天文學家波得冠上自己的名字再次發表，卻一下子引起世人的關注，稱之為“波得定則”，後來才改稱為“提丟斯－波得定則”。
　　
　　專家點評
　　事實上，提丟斯- 波得定則是用6 顆看得見的行星總結出來的，並不是由包括冥王星在內的9 顆行星研究出來的。它對海王星已有明顯的偏離，對冥王星的偏離更大。至于它對“第11、12 號行星”適用與否，更是一個很大的疑問。目前，這些行星存在與否仍是謎。就算存在，它們也只可能存在于海王星軌道外的柯依伯帶內。柯依伯帶內的小行星軌道範圍很寬闊，它們的軌道符合提丟斯－波得定則的可能性很小。
　　此外，提丟斯與波得都只提供了數字描述，並沒有給出數學公式，數學公式是1787 年由烏爾姆給出的。
　　
　　“第5 號行星”破碎形成了小行星帶
　　在火星與木星之間，曾經有過一顆行星——“第5 號行星”，但它遭受不明天體撞擊破碎，形成了現在的小行星帶。這是真的嗎？提丟斯- 波得定則之所以引人注目，是因為它將小行星帶列入其中。但是，當人們把這個定則應用到實際的太陽系行星上時，就出現了問題︰為什麼火星與木星之間沒有行星？為此，天文學家對這個區域展開調查，結果在那里發現了小行星帶。
　　從這一發現誕生了一個假說︰在現在的小行星帶的位置上，原本有一顆行星，現在的小行星帶就是這顆行星遭受不明天體撞擊破碎後留下的殘骸。這顆行星就是太陽系的“第5 號行星”，俄羅斯天文學家奧爾洛夫以太陽神之子法厄同的名字命名之，另一些天文學家也認為“第5號行星”的確存在過。
　　

　　對此，有人質疑︰在小行星帶中，雖然有2000 多塊巨大的岩石，10 萬多塊半徑為幾米的岩石，以及數量更多的微小岩石，但是，即使將這些大大小小的岩石全都集中起來，其總質量也不到火星的一半。如果認為小行星帶原本是一顆行星，那麼它的質量實在是太小了，它還能算作行星嗎？
　　有人反駁說，現在小行星帶中的岩石未必就是“第5 號行星”的全部。“第5 號行星”遭遇嚴重踫撞，其殘骸自然飛濺四處——火星、地球、水星、月球，甚至更遠。在地球上之所以幾乎找不到其痕跡，是因為地球有厚厚的大氣層和佔地表總面積70% 的海洋，致使傾瀉到地球的大部分隕石在大氣中燃燒殆盡，余下的落入大海，消失了蹤跡。因此，僅憑現在小行星帶的岩石，是不能正確推算過去曾在那里的天體的大小的。
　　
　　專家點評
　　作為一種假設，“第5 號行星”是有可能存在的，但是說小行星帶就是“第5號行星”的殘骸，未免有點牽強。
　　
　　遙遠的“第11 號行星”
　　有天文學家確信，在冥王星軌道外，還有一顆“第11 號行星”。這是真的嗎？
　　在小行星帶發現之前20 年，即1781 年，英國天文學家威廉‧赫歇爾偶然發現了天王星，而天王星的位置正好符合提丟斯- 波得定則，于是提丟斯- 波得定則一下子就出名了。
　　1801 年，小行星帶被發現。1846 年，柏林天文台的伽勒根據法國人勒威耶的預報發現了海王星。而位于海王星外側的冥王星則晚至1930年才由美國人湯博率先發現。這是為什麼呢？
　　的確，冥王星距離地球十分遙遠，且比月球還小，但冥王星最晚被發現的根本原因是，冥王星的位置過于“偏僻”——按提丟斯- 波得定則預測的位置是77.2，而實際的位置是39.5，兩者差距太大。這個事實使提丟斯- 波得定則的可信度一落千丈。人們自然要問︰冥王星的實際位置與定則預測的位置何以相差如此懸殊？另外，只有冥王星是例外嗎？
　　從19 世紀到20 世紀中期，科學家觀測到天王星與海王星軌道都出現了“攝動”（天體之間的引力對相互公轉軌道的影響）。起初，科學家以為攝動是由冥王星的引力引起的，但奇怪的是，在最近幾十年中再也沒觀測到天王星與海王星的攝動。這說明什麼呢？
　　有人提出，如果在冥王星外側有另一顆行星，問題就迎刃而解︰天王星和海王星在某個時段突然發生攝動，是因為這顆未知行星的軌道面相對于它們的軌道面有不同的軌道傾角的緣故。1987 年，美國宇航局的科學家通過計算，得出未知行星的軌道位置，並認為其軌道傾斜或垂直于其他行星的軌道。有人進一步推測認為，未知行星的質量約為地球的2 倍，公轉周期約為1000 個地球年。
　　

　　至今，美國宇航局仍然確信這顆遙遠行星存在，並將其命名為“冥外行星”。遺憾的是，盡管美國宇航局發射的“旅行者”1 號、2 號飛船都已飛到太陽系邊緣，卻始終沒有傳來有關“冥外行星”的消息。
　　
　　專家點評
　　直到2006 年為止，“冥外行星”仍然是十大天文學之謎中的一個。現在，雖然沒有找到“冥外行星”，卻在太陽系邊緣區域發現了一個由許許多多冰行星構成的柯依伯帶。
　　
　　木星爆炸誕生了金星
　　一個精神病醫生提出一個理論︰距今大約4000 年前，木星突然發生大爆炸，一顆巨大的彗星飛出，由此引發一連串天地劇變。這可能嗎？
　　據史載，公元前4 年，自東方有“不明星體”向地球靠近。另據《三國志》記載，在中國的魏、蜀、吳三國鼎立時期，蜀國軍師諸葛亮病死在五丈原陣前時（公元234 年），天空中突然出現不明發光星體，其亮度壓倒周圍一切天體。在古代美洲也有相同的記載。“不明星體”是什麼呢？現在大多數人認為是彗星，但也有人否定，理由是︰自古以來有無數彗星掠過地球，古人不太可能把彗星記載為“不明星體”。那麼，這個“不明星體”究竟是什麼天體呢？有人認為，應該是一個比普通彗星大得多的行星級天體，而且它從突然出現到其後定居在現在的軌道期間，曾幾次接近地球，或許古人見到的就是這顆星兩度接近地球時的令人恐怖的情形。
　　精神病醫生韋利‧考夫斯基（1895 ～ 1979 年）提出了一個理論︰公元前4 年從東面飛來的發光星體是金星。他的依據是︰在公元前2000 年的古印度行星表中沒有記錄金星；在古巴比倫的天體圖上，土星內側只畫了4 顆行星，也沒有金星。
　　考夫斯基的假說是︰距今約4000 年前，木星突然發生大爆炸，一顆巨大的彗星飛出，並在公元前1500 年前後兩次撞擊地球，引起天地變異。其後，彗星還撞擊了火星，把火星從正常軌道趕跑，導致火星幾次與地球發生踫撞。不久之後，彗星就在現在的軌道上定居了下來，變成了金星。考夫斯基認為，古代民族記錄的一些怪異現象，正是當時發生在地球上的天地變異。
　　我們真能找到太陽系突然之間發生劇變的直接證據嗎？支持考夫斯基理論的人認為，答案是肯定的。他們說，只要仔細觀測太陽系，特別是其邊緣的行星群，就能發現太陽系突變的痕跡。例如，海王星、冥王星和海王星最大的衛星——海衛一的軌道都很異常，都嚴重偏離提丟斯- 波得定則所預言的軌道，這暗示那些天體原本不一定是在其今天的位置上。另外，冥王星圍繞太陽的公轉軌道跟8 大行星的公轉軌道相比也太奇怪。

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文章作者:吳再豐／編譯
責任編輯:skylook

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文章評論(1):

8大行星（2008年05月04日 04:06 - 游客）
怎麼不是9大行星是8大了？？郁悶了。。

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