“行星9”的证据可能实际上表明我们的引力理论是不完整的

By Robert Lea

2023/10/18

   Science & Astronomy

    数据可能指向朝着太阳系边缘一颗神秘行星实际上提示是来修改我们的引力理论时候了吗？

柯伊伯带的一个示意图，一个假设的第九颗行星已经被建议居住在柯伊伯带之外。(Image credit: NASA/SOFIA/Lynette Cook)

    指向朝着在太阳系中存一颗在未被发现的第九颗行星的证据可能实际上表明我们的引力的想法是不正确的。

    这是两位研究了如果引力被一种叫修正牛顿动力学（MOND）的理论描述，更宽银河系会有的太阳系的外边缘中天体的影响的科学家的结论。

    修正牛顿动力学的各种配方可能基本上解释星系如何快的像它们做的一样旋转不飞分开。通常，大多数科学家相信这种可疑的星系结构把持提示暗物质的存在------一种不可见的确实不发射或反射光的物质形式。想法是，大质量的暗物质光晕包裹并引力上将星系结合在一起，防止它们的内容像旋转木马上的马一样旋转速度太快向外飞。

    修正牛顿动力学取消对暗物质的需求，而是提示艾萨克·牛顿著名的引力的法则是正确的------但只是到一个点上。相反，修正牛顿动力学提出在大旋转速度下，一种不同类型的引力行为接管。这种行为的类型应用到旋转星系。

    凯斯西部逆向科学家哈尔什马瑟尔在一份声明中说，“修正牛顿动力学真的擅长解释星系尺度的观测，但我没想到它对外太阳系会有明显的影响，”他与汉密尔顿学院物理学教授凯瑟琳布朗一起进行了这项新研究。

修正牛顿动力学还是行星9？

    修正牛顿动力学和一个假想的行星9之间的联系可能看起来奇特的，但它从这个世界的主要证据------假设的潜伏在太阳系的边缘------是在一个叫柯伊伯带遥远结构中天体的奇怪行为的事实浮现。柯伊伯带是一个在我们宇宙邻居外围宿主各种冰体如彗星和小行星的圆盘。

    2016年，这些冰天体中的一些被发现与它们的柯伊伯带居民不同有轨道异常和集群，专家相信，这种奇怪的行为可能是一颗未被发现的行星的结果。

    像这样的奇怪轨道以前已经揭示了行星的存在，海王星作为一个对其他太阳系天体上的引力牵引的结果被发现，但马瑟尔和布朗想知道是否奇怪的柯伊伯带轨道可能是某些另外的东西的结果。也许这些轨道可以被解释，如果修正牛顿动力学是正确的引力配方。

    布朗说，“我们想看支持第九行星假说的数据是否会有效的排除修正牛顿动力学”。

    最终，他们发现了这种奇怪的聚类真的可能是因为修正牛顿动力学。马瑟尔和布朗提出在数百万年的过程，一些外太阳系居民的轨道可能已经引力上被拖拽------而不是被与太阳系的其余部分对齐，他们发现与银河系引力场对齐。

    马瑟尔说，两人发现了“这种对齐令人震惊”。

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    科学家们他们自己敦促在评估他们的发现中要谨慎，承认为这项研究提供信息的数据集是小的，并提示任何其他可能性的数字都是正确的。

    布朗总结道，“无论结果如何，这项工作突出外太阳系作为一个测试引力和研究物理学基本问题的实验室的潜力”。

    二人的工作于9月22日发表在 The Astronomical Journal.