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幂级数展开式常用公式,幂级数展开式怎么推导

幂级数展开式常用公式,幂级数展开式怎么推导 我们的世界是虚拟的?太阳系出现诡异行星,可观测却无法找到!

2006年,而远在地球另一边的国际(jì)天文学联合大会上,394名天文学家(jiā)正在为冥王星的去留(liú)问题吵(chǎo)得面红(hóng)耳赤,冥(míng)王星身处太阳系(xì)轨道外层(céng)的柯伊伯带,太阳辐射微弱星球表面(miàn)环境幽暗阴冷,预(yù)示着(zhe)希腊人传说(shuō)中(zhōng)的冥界并因此得名,冥王星(xīng)是第一(yī)颗在(zài)柯伊伯(bó)带被发现的矮行星。

问(wèn)题来了,一个(gè)冥王星能否位列(liè)太阳系九(jiǔ)大行星?值得这么大阵仗么?值得!

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这件事不仅仅关系到(dào)冥王星自己在太阳系中的地位,整(zhěng)个太(tài)阳系家族(zú)构(gòu)成都面临着巨大的变数。比如(rú)说早在(zài)2003年被科学家所发(fā)现的行星齐娜,也(yě)就是阋系神星,这颗位于太阳系边缘(yuán)的柯(kē)伊伯带的行星,直径是冥(míng)王星大小的1.5倍,质量也比冥王星大27%。

如果(guǒ)说冥(míng)王星能成为太阳系的(de)行(xíng)星(xīng)之一(yī),齐娜就(jiù)更有资格成为(wèi)行星了,如果齐娜成为太阳系的(de)行(xíng)星之一,那(nà)么2002年在柯(kē)伊伯带上(shàng)地发现的夸瓦尔行星就明(míng)显(xiǎn)感到不(bù)服(fú),它也比冥王星更具有(yǒu)成(chéng)为行星的(de)资格。同样地,如果夸瓦尔(ěr)可以称为行星,那么比它体积更大的塞德娜(nà)也可以称为行星(xīng)了。

随着科学技(jì)术的进步,越来越多太阳(yáng)系边缘的天体被发现,如此算起来太阳系内就会有23颗行星(xīng),因此天文(wén)学家们就在捷克首都布拉格举行(xíng)了这次的国际(jì)天文学联合大会,最后通过投票的(de)方(fāng)式以237票(piào)对(duì)157票通过决议,冥(míng)王星被降级归为矮行星。至此太阳系八大行星成员(yuán)正式确定太阳(yáng)系的八大行星中。

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绝(jué)大部分行星都(dōu)是通过(guò)观测(cè)意外发现的,但海(hǎi)王星是一个非(fēi)同凡响的例外。

1781年3月(yuè)13日(rì),威廉·赫歇尔在英格(gé)兰家里的庭院中(zhōng)观测到了天王(wáng)星(xīng),40年后法(fǎ)国天文学(xué)家亚历斯·布瓦(wǎ)尔根据牛顿理论所推算出(chū)了天(tiān)王星的轨道(dào)表,但是在随后(hòu)的观测中(zhōng)发现天王星的轨迹与表中的(de)位置(zhì)偏差(chà)越来越大,科学家们推测是另外一个未知的行(xíng)星。影响了天王星的轨道(dào)。

1846年法国(guó)工艺(yì)学(xué)院(yuàn)的天(tiān)文(wén)学(xué)教师奥本(běn)·勒维耶,经过一系列复杂和完美的计算推(tuī)算出了一个结(jié)果,随后就给德国天文学家(jiā)约翰(hàn)格(gé)弗里恩·伽(gā)勒写了一封信(xìn)。

9月(yuè)23日,伽勒收(shōu)到信的当晚就把柏林天文(wén)台的望远镜对准了(le)勒(lēi)维(wéi)耶预测的方(fāng)位,仅仅用了不到半个小时(shí)就发现了一颗星图上没(méi)有记录(lù)的8等小(xiǎo)星(xīng),海王(wáng)星就这样在一夜之(zhī)间被发现(xiàn)了。更重要的(de)是在发现海王星的那一(yī)刻清楚地证明了一(yī)件事(shì),那就是可以(yǐ)使用数学(xué)来发现天体(tǐ),发现(xiàn)了海王星之后天(tiān)王星的轨道偏(piān)移就有(yǒu)了解释,但(dàn)是却并不完(wán)美仍然(rán)存在一(yī)些异(yì)常。

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科学家由此认为(wèi)是另(lìng)外的一颗行星,对天王星产生(shēng)了微弱的影(yǐng)响(xiǎng)所导(dǎo)致的(de),他(tā)们把这个(gè)天体称为行星X,天文学家过去(qù)一直认(rèn)为在海王(wáng)星外存在(zài)新行星的可能性非常小(xiǎo),因为这个区(qū)域(yù)的物质太(tài)稀薄,要孕育出(chū)一颗大行星需要的时(shí)间太(tài)漫长(zhǎng)。

不过(guò)宇宙中实(shí)际(jì)上(shàng)存在着(zhe)非常多流浪的行星,如果假设太(tài)阳系是(shì)从茫茫宇宙中,“扒掠(lüè)”了一颗这样的(de)太空流浪汉(hàn)是有可能的,接(jiē)下(xià)来(lái)的几十年中天文(wén)学家们经过(guò)数百(bǎi)的计算和尝试(shì)寻找这(zhè)个失踪的行星,却没有任何结果。

直到1989年旅行者2号(hào)探测器证实,之(zhī)前是天文学家(jiā)们对海王(wáng)星的(de)质量估(gū)算错(cuò)误(wù),导(dǎo)致了(le)计算结果的误差,有点令人失(shī)望(wàng)。但这种天体偏离预设轨道的情况在今天的太阳系(xì)中(zhōng)仍(réng)然存在,在(zài)海王星的外侧,就是(shì)黄(huáng)道(dào)面(miàn)附近(jìn)的天(tiān)体密集圆盘状(zhuàng)区域---柯伊伯(bó)带。

由于(yú)现代(dài)望远镜的发展,天(tiān)文学(xué)家们在柯(kē)伊伯带中陆续发现了数(shù)千个小天体,这些天体所(suǒ)在位置或运(yùn)行轨道超出海王星(xīng)轨道(dào)范围,因此(cǐ)被统(tǒng)称为外海王星(xīng)天(tiān)体。

加州理工学院(yuàn)的幂级数展开式常用公式,幂级数展开式怎么推导(de)行星科学家康斯坦(tǎn)丁,注意到这些天体有(yǒu)一些非常(cháng)奇怪的(de)异常现象,它们的(de)轨道呈现(xiàn)极度狭(xiá)长(zhǎng)的椭圆形,轨道直(zhí)径(jìng)也要比(bǐ)太阳(yáng)到海王星(xīng)距离的(de)两倍(bèi)还要(yào)多(duō),特殊的运(yùn)行轨道并不(bù)在海(hǎi)王星的(de)影响范围内。

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科学家还发现其中6颗运动速率完全不同(tóng)的小(xiǎo)行星,运动(dòng)轨道(dào)却拥有相(xiāng)同的(de)倾角,因此(cǐ)科学家认为是行星X的引(yǐn)力(lì)对这些小行星造成了(le)影响(xiǎng),因为如果没有这个外(wài)力的影(yǐng)响,这六(liù)颗轨道异常的小行(xíng)星出现的概率只有十(shí)万(wàn)分之七,如此微(wēi)小的概率恰好意味着(zhe)行星X存在的概率很高。

除此之外,在柯伊伯带中有着超(chāo)过(guò)10亿(yì)个,一公里(lǐ)以上的小(xiǎo)型(xíng)天体碎片,所(suǒ)有的这些(xiē)微小(xiǎo)天(tiān)体碎片的轨道(dào),倾向于以一种非常(cháng)特定(dìng)的(de)方式(shì)排(pái)列(liè),它(tā)们(men)同(tóng)样有着(zhe)超远距离的(de)近日(rì)点,而且这些天体似乎并没把海王(wáng)星放在(zài)眼里(lǐ)。

它们几乎脱离了海王星的轨道,这就很奇怪不合乎(hū)常规了,除非有(yǒu)一个大较大的天体将它们拉向同一(yī)方(fāng)向,而且其中(zhōng)的一(yī)些天体轨道严重偏离黄道(dào)面,几乎(hū)能够倾(qīng)斜到90度(dù)。

这就意味着必(bì)须有强(qiáng)大的外力参与(yǔ)才会(huì)出现这样的情况,正(zhèng)是因为这些力(lì)学奇怪的现象,让大部分科学家坚(jiān)定(dìng)地认(rèn)为第九大行星是一定(dìng)存在的,否(fǒu)则不是(shì)我们的物(wù)理(lǐ)规律有问(wèn)题,就是(shì)这个世界本身有问题了(le)。

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加州(zhōu)理工(gōng)学院的团队将收集的数据进行计算机模拟,计算(suàn)出这个天体(tǐ)的质量(liàng)约为冥王(wáng)星质量的(de)5000倍,也就是地球的10倍左右(yòu),直径是(shì)地球的(de)二到(dào)四倍,这(zhè)使(shǐ)得它的(de)重力能够主导太阳系的外缘。如果这个(gè)大家伙存在它的一切(qiè)性质都满(mǎn)足行星的标准(zhǔn),绝对有资格被视为太(tài)阳(yáng)系第(dì)九大行(xíng)星。

天(tiān)文学家还(hái)推测行星X很可能是一颗冰巨行星,成(chéng)分与(yǔ)天王星和(hé)海王星的相(xiāng)似,由岩石和(hé)冰的混合物与一部分气(qì)体构成,问题来了行星X如此巨大又几(jǐ)乎可(kě)以确定它(tā)在哪(nǎ),我们为什么找不到(dào)它呢?

首先行(xíng)星X拥有和其他外海王星(xīng)天(tiān)体一(yī)样狭长的(de)圆形(xíng)轨道,围绕太阳(yáng)公转的(de)周期约为15000到20000年,距离太阳(yáng)最近的时候(hòu)也(yě)要280个天文(wén)单位(wèi),也就(jiù)是地球到太阳距离的280倍,远(yuǎn)日点(diǎn)更是能达到1120个天文单位,这是个幂级数展开式常用公式,幂级数展开式怎么推导什么(me)概念呢?

相(xiāng)比之下(xià)遥远的冥王(wáng)星的(de)远(yuǎn)日点只(zhǐ)有49AU,再(zài)加(jiā)上行星本身是不发光(guāng)的,距离太阳又(yòu)那么遥远,这就导致它在夜空中(zhōng)的亮(liàng)度(dù),比(bǐ)海王星的亮(liàng)度(dù)还要(yào)低(dī)数百万(wàn)倍,所以即便是在现代的天文望远镜下进行观测,仍然需(xū)要一切条(tiáo)件都达到近乎完美。

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没有月亮大气平静光线不会受到丝毫的(de)湍流影响,这样(yàng)条件的夜空每年都会(huì)出(chū)现但是(shì)概率很低(dī),而且需要连续地这(zhè)样的天气,才(cái)能在浩(hào)瀚的夜空中进行(xíng)扫描观测。

从2017年到现在(zài)加州理工学院的团队,只进(jìn)行过两(liǎng)次这样(yàng)的连续观测,显然这(zhè)样的进(jìn)展对(duì)于寻找行星X可(kě)能需要上千年(nián)。

另外人(rén)类(lèi)总是荒谬地自认为,对于我们生(shēng)存(cún)的(de)太阳(yáng)系非常了(le)解,但实际上太阳系要比想象和了解地更(gèng)加庞(páng)大,它(tā)封装了我们能(néng)够观察到的所有(yǒu)物体(tǐ),这第九颗(kē)行星就是其中的一部分,它距(jù)离太阳(yáng)的(de)遥(yáo)远距(jù)离使得它(tā)有足够(gòu)的空间隐藏自己(jǐ)。

尤其(qí)对于以地球为中(zhōng)心进行观测的人类(lèi)来(lái)说,不(bù)识庐山真面目只缘身在此(cǐ)山中是对事件(jiàn)本身性质最贴(tiē)切地诠释,那么(me)问题来了要怎么样才(cái)能找到第九大(dà)行星呢(ne)?

其(qí)实(shí)也(yě)不难(nán)那就(jiù)是给太阳系来一次人口普查(chá),这就要(yào)仰仗一项即将上(shàng)线(xiàn)的新(xīn)设备,LSST是(shì)大(dà)口径全天巡视(shì)望远镜的简称(chēng),全新一代的LSST正(zhèng)在智利调(diào)试和建造,它以一个(gè)开创(chuàng)了暗物质的概念的(de)美国天文学家命名,叫(jiào)做维拉鲁(lǔ)宾巡(xún)天望远镜。

维拉鲁宾(bīn)望远镜按(àn)照收(shōu)集的光量(liàng)和视(shì)野(yě)宽度来说,规模是目前现役的和正在(zài)建造的(de),任何一个巡天望远镜的(de)十倍以上。

我(wǒ)们(men)的世界是虚拟的?太阳系出现诡(guǐ)异行星,可观(guān)测却无法找到(dào)!_黑(hēi)料正能量

我(wǒ)们可(kě)以把它理解成是目前人类建造(zào)的最大的“数码(mǎ)相机”,镜面(miàn)直径(jìng)8.4米感光能力是人眼(yǎn)的1亿倍,照出来的全(quán)尺寸照片需要378台4K电视机才(cái)能完整显示(shì),这使得它一次(cì)就能完成(chéng)哈勃(bó)太空(kōng)望远镜(jìng),需花(huā)120年时间做的(de)工作,而且在(zài)它(tā)工作第一(yī)个月观察到的宇宙区域,就将超(chāo)过之前所有天(tiān)文观测工作(zuò)的(de)总和。

维拉鲁宾望(wàng)远镜(jìng)每天晚上(shàng)能(néng)够拍摄1600张图像,产生(shēng)20到30Tb的数据,它的主(zhǔ)旨是解(jiě)开宇宙中(zhōng)的暗能量之谜,帮助人(rén)类深刻理解宇宙的历史和未来的发展,望远镜将每(měi)隔一小时(shí)拍摄出每片天(tiān)空的(de)两张图像。

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这就意味着加州的天文学(xué)家可(kě)以根据(jù)光点的运动,区分出太阳系(xì)内的微弱恒星和其他天体,更高效(xiào)的去寻找第九大行星的踪迹(jì),它带(dài)来的结果就是要(yào)么发现第(dì)九(jiǔ)大行星,要(yào)么发现使(shǐ)得外海(hǎi)王星天体轨道(dào)异(yì)常的更多其他天体。

除(chú)了被(bèi)假定(dìng)是一颗行星(xīng),也有科学家推测这个(gè)天体可能是(shì)一个(gè)流浪(làng)黑洞(dòng),它(tā)被太(tài)阳系拉拢(lǒng)人群并(bìng)搅(jiǎo)乱(luàn)了(le)外围天(tiān)体的轨道(dào),这个黑洞(dòng)并不是恒星死亡坍塌后聚集而成(chéng)的,而存在于(yú)霍(huò)金理论设想(xiǎng)中(zhōng)的原初黑洞。

霍(huò)金认为原初黑(hēi)洞是宇宙大(dà)爆炸后不久,产(chǎn)生并遗留至(zhì)今的(de)”文(wén)物(wù)”,大爆炸(zhà)之前的宇宙被天文学家叫(jiào)做原初宇宙,原(yuán)初宇宙的(de)爆炸(zhà)是不均(jūn)匀(yún)的,局部空间能量密(mì)度太大导致(zhì)“没崩开”,反而被压(yā)缩成(chéng)质量无(wú)限大(dà)地点(diǎn)以(yǐ)及围绕而成的黑洞。

这种(zhǒng)黑洞大小(xiǎo)不(bù)一最(zuì)小(xiǎo)的可能(néng)只有粒子大小,一般的(de)原初黑洞跟太阳(yáng)系常见的小(xiǎo)行星质(zhì)量(liàng)类似(shì),这些黑洞随后漂流宇宙(zhòu)各(gè)处,一些(xiē)已(yǐ)经通过(guò)霍金辐(fú)射消散掉了,另一(yī)些(xiē)则吸收物(wù)质壮大存(cún)活至今,因此天文学家认为海王星(xīng)外天体的异常轨道以及一些引力事(shì)件,可以用(yòng)质(zhì)量为地球数倍的原(yuán)初(chū)黑洞来解释。当然原初(chū)黑洞同样是个(gè)假(jiǎ)设的概念,并没有被证实存在(zài),大多数天(tiān)文学家(jiā)认为这个假设太过大胆(dǎn),对于(yú)第九大(dà)行星始终(zhōng)是存在争议的美国天(tiān)体物理学家(jiā)伊森·西格尔,对(duì)太(tài)阳系中(zhōng)存在尚(shàng)未发现的行星持怀(huái)疑态(tài)度,但他推测太阳系至少有一颗超(chāo)级(jí)地球,这种星球在其他行星系统(tǒng)中很(hěn)常见。

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但在太(tài)阳系(xì)中却还没有被发现,超级(jí)地(dì)球可能在太阳(yáng)系早期(qī)的(de)动力不稳(wěn)定期(qī)间,已(yǐ)经被弹到在宇宙空间中,不过(guò)这种概(gài)率经过计算只有2%左右,也(yě)许它还隐藏在太阳系我们观察不到的某个角落,干扰着那(nà)些柯(kē)伊伯带(dài)的小天(tiān)体们。

严格来(lái)说(shuō)“第九行星“并不是学术上正式的名称,这(zhè)个假说(shuō)最初被提(tí)出时天文学(xué)家以“干扰者“称呼(hū)这个天体,根据国(guó)际天(tiān)文学联合会对(duì)于天体命名(míng)的(de)规(guī)则(zé),如果(guǒ)“第九行星”的(de)存在得到证实,将优先考虑以(yǐ)发(fā)现者提出的名字作为正式的名称,依照以往的惯例名称也(yě)有可能取自罗马或希腊神(shén)话中的人物,所以(yǐ)说在座的各位(wèi)都(dōu)还有机会,如果谁(shuí)能确(què)切证明第九大行星存在(zài),很(hěn)可(kě)能以后太阳系中会有一颗以(yǐ)你名(míng)字命名(míng)的行星,想想都觉得(dé)很酷!

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