EP 2012021-07-192:39:53
太陽系邊緣的 Planet Nine 獵人
Konstantin Batygin
Planet Nine 假說的提出者之一 Konstantin Batygin,談古柏帶、歐特雲,以及木星如何塑造出今天的太陽系。
Konstantin Batygin: Planet 9 and the Edge of Our Solar System | Lex Fridman Podcast #201在 YouTube 看 ↗
重點6 條
- Planet Nine 是什麼:Batygin 認為海王星外側可能藏著一顆軌道週期約一萬年、質量約地球五倍的行星,目前只有重力證據——古柏帶最遠處那批天體的軌道方向異常一致,最合理的解釋是有東西在用重力把它們攏在一起。這仍是他和同事提出的假說,還沒有人用望遠鏡直接看到它。
- 古柏帶與歐特雲的尺度:太陽系外圍不是空的,古柏帶是第二個小行星帶,再往外是延伸到快接近半人馬座距離的歐特雲,長週期彗星都是被銀河系潮汐力慢慢拉進太陽附近,才被我們看到的。
- 太陽系的形成充滿暴力:他的研究認為木星早年曾往內遷徙又被土星拉回去,這個過程摧毀了太陽系原本可能存在的一批貼近太陽的行星,地球是後來從殘骸盤裡重新長出來的——這也是為什麼像地球這樣的太陽系架構很罕見,大約只有百分之一。
- 模擬有極限:三體問題以上就沒有解析解,就算方程式都知道,太陽系形成史也沒辦法用電腦精確重播;他認為完整模擬反而沒有意義,科學真正要做的是把複雜現象壓縮成可以理解的機制。
- 尋找外星文明,不如找外星「垃圾」:他提出,與其想像接觸到智慧生物本身,不如想像一個成功的文明會製造出多少倍的廢棄物或探測器,那些「垃圾」反而比文明本體更容易被偵測到。
- 科學之外的那個人:Batygin 六歲從俄羅斯搬去日本讀公立小學,九九年再搬到美國;他也彈吉他、玩樂團,認為做音樂和做科學是同一種創造力,缺一個另一個就會退步。
時間軸26 段
從內太陽系的水星到外太陽系的海王星逐一盤點大小與距離,並解釋冥王星當年為何從「第九行星」被降級。
古柏帶最遠處那批天體的軌道方向異常一致,Batygin 認為最合理的解釋是有一顆看不見的行星用重力把它們攏在一起。
靠連續拍照比對星體位移(視差),至少要觀測三個晚上才能確認是太陽系內天體;VP113 因發現當年拜登是副總統而得到「拜登」的綽號。
歐特雲是包住太陽系的球形冰體群,一路延伸到快接近半人馬座的距離,長週期彗星就是被銀河潮汐力慢慢拉近才被看到。
'Oumuamua 與 Borisov 彗星都走雙曲線軌道,一來一回就離開太陽系,也證明太陽系本身也不斷把古柏帶天體甩出去。
他認為機率接近零,因為星際介質輻射太強;他也直言目前連「生命」都還沒有一個可操作的定義。
地球誕生得晚,約花了一億年,錯過了吸收氫氦大氣的時機,這種太陽系架構大約只有百分之一的恆星才有。
木星早期曾往內遷徙又被土星拉回去,這場動盪摧毀了太陽系原本可能存在的一批貼近太陽的行星,地球是後來從殘骸盤裡重新長出來的。
三體問題以上就沒有解析解,就算方程式全部知道,計算結果也會因初始條件的微小差異而完全不同,這是統計性的問題而非知識不足。
他為了教課去推導盤面波動的方程式,把離散的同心圓取連續極限後,得到的形式竟然就是薛丁格方程式,成了算天體盤演化的計算捷徑。
天體盤從古柏帶天體的小環一路到星系都有;固體顆粒會像滾草或自行車隊一樣互相遮擋氣流、聚成團塊,最後在自身重力下塌縮成最初的行星胚胎。
他認為完整重播太陽系形成史沒有意義,因為那等於重新做出一個宇宙;真正有用的是設計針對性的實驗驗證特定機制,也順帶聊到「我們是不是活在模擬裡」這個問題。
整理 Planet Nine 目前的畫像——軌道週期約一萬年、質量約地球五倍、軌道稍微傾斜偏心,而且有五種各自獨立的觀測現象都指向同一個假說;也聊到隕石裡帶有的放射性同位素證據,證明太陽系並不是孤立形成的。
他說只要有一張望遠鏡拍到的照片就能一槌定音;現階段能相對準確預測的是軌道形狀與質量,但沒辦法知道它現在走到軌道上的哪個位置,因為古柏帶天體連自己的軌道都還沒繞完一圈。
他與 Mike Brown 的新研究發現,Planet Nine 不只把天體甩出古柏帶,也會把內歐特雲的天體重新拉回來,這個回流會讓 Planet Nine 目前最佳擬合的軌道變得更偏心。
他們的計算只能給出軌道與質量,沒辦法分辨那是行星還是一顆五倍地球質量的原初黑洞;他認為如果是行星反而更有科學價值,因為行星內部構造遠比黑洞複雜。
從 Ed Witten 提議發射一批探測器、靠測量軌道偏折找重力場,聊到 CubeSat 讓任務週期從幾十年縮短到幾年,再到他不認同「火星是人類逃生艙」這種說法。
他認為如果看不到星星,人類可能連微積分都發展不出來——牛頓當年就是為了解釋克卜勒行星定律才推出微積分,這條線一路串起現代科技。
比起外星飛行器,他更傾向朋友提出的假說:'Oumuamua 其實是一塊在星際分子雲裡凝結出來的氫冰,昇華噴出的氣體正好解釋了它的加速與拉長外形。
他認為與其想像接觸到外星智慧生物本身,不如想像一個成功文明會製造多少倍的廢棄物或探測器,那些「垃圾」反而更容易被偵測到;運算留下的能耗痕跡也是一種可能的訊號。
他認為科幻小說不只是預測未來,某些點子被寫出來之後真的會被實現;也聊到人類至今還沒找到跟自己寫出來的程式「溝通」的共同語言。
聊到他心目中最偉大的歌,從 Blink-182 到 Pink Floyd 再到 Johnny Cash 翻唱的〈Hurt〉,也提到音樂對他來說跟做科學是同一種創造力,缺一個另一個就會退步。
他六歲從俄羅斯搬去日本讀公立小學、九九年再搬到美國,形容那種從頭適應陌生環境的經驗,讓他後來面對任何困難都比較不容易慌。
他認為一心衝著漂亮履歷去堆疊成績和活動不是好的人生策略,應該把大部分精力放在真正有熱情的事上,讓履歷是那份熱情自然留下的痕跡。
他認為人類本質上帶著一種要不斷理解世界的衝動,就連自稱反科學的人辯論到最後也會忍不住想搞懂機制,這種好奇心就是人之所以為人的核心。
他說接下來就是儘量享受生活、等著那些古柏帶天體轉完一整圈軌道;也跟 Lex 開玩笑,如果 Planet Nine 被證實存在,要拿雪茄或伏特加好好慶祝一下。