欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是:首页  > 科普文章

奥陌陌:“巡山小妖”“大雪茄”的启示

科普小知识2022-10-26 12:39:18
...

最后,神秘的奥罗莫人被科学家拍摄下来,用运动数据进行测量,成为太阳系中第一个被精确观察和记录在人类历史上的外来物体。

奥陌陌:“巡山小妖”“大雪茄”的启示

美国宇航局官方网站上的奥罗莫的意境

一、“莫先生敬业”其王

奥罗莫首次被发现是在2017年9月19日,当时夏威夷大学的罗伯特·韦里克和其他人利用美国航天局资助的泛星1号望远镜跟踪可能对地球构成威胁的近地天体。这一专业成就于当年11月20日首次发表在《自然》杂志上,标题是“一颗红色极细长的星际小行星的短暂造访”。Pan-STARRS团队用夏威夷方言给游客起了个绰号“乌姆阿穆阿”,意思是“第一个远方的信使”;国际天文联合会(IAU)将其命名为1I/2017 U1——2017年10月下半月发现的第一个星际物体。“我”是IAU新开放的命名系列,与现有的A(小行星,小行星)和C(彗星,彗星)等平行。中国国家科学技术命名审查委员会巧妙地将其昵称翻译为“奥罗莫”——“神秘的陌生人”。

2017年11月27日,美国宇航局官方网站报道了“太阳系第一个令人眼花缭乱的科学家”的主题:天文学家观察到一个“岩石”、“雪茄状”和“有点暗红色”的外部“入侵者”,称“这是一个历史性的发现”。

根据第一篇论文,Olmo长约400米,纵横比约为10倍,是一个10: 1: 1的三轴椭球体。在太阳系已知的大约750,000颗小行星和彗星中,没有一颗具有如此极端的形状,后者的最大纵横比是3-4倍。因此,有人称奥罗莫为“大雪茄”。

在2017年10月19日首次发现奥罗莫之后,发现者搜索了数据,发现了前一天18号拍摄的图像。几天后,欧空局光学地面站(OGS)望远镜和其他观测站也收集了一些它以前测量过的数据。从那以后,世界各地的天文台都进行了紧急观测,美国的两台太空望远镜哈勃和斯皮策也加入了跟踪。

根据10月份世界各地的望远镜获得的数十个数据,研究人员计算出奥罗莫以几乎垂直于太阳系平面的角度进入太阳系,这是一个偏心率为1.2的双曲线轨道,速度约为26公里/秒。近日点发生在9月9日。虽然它曾经离太阳接近0.25个天文单位,但所有的望远镜都没有发现任何彗发的迹象,这表明奥罗莫不是彗星,而是一个小石头或金属物体。另一个奇怪的现象是,这位先生的亮度有规律地变化高达10倍,这被解释为每7.3小时绕其轴旋转一周。

2018年6月8日,美国宇航局高级官员伊丽莎白·兰道发表了一篇名为《追逐奥尔默特》的短文,解释了翻滚是如何带来亮度变化的:它在整个长度上面向地球时看起来最亮,而在指向地球时变暗。这篇文章还提供了另外两条信息:一是加速度,它不能用万有引力来解释;另一个原因是自2018年1月以来就没有观察到奥尔默特。

对于无法解释的“非重力加速度”,包括第一个发现者在内的来自世界各地的17名研究人员于2018年6月27日在《自然》杂志上介绍了“轨道上的非重力加速度”这一主题:基于来自地面和空间的数百个数据分析,考虑到相对论效应和太阳主带、八大行星、月球、冥王星和小行星中16个最大天体的所有可能偏差,奥罗莫在沿轨道方向远离太阳时的加速度无法解释。

美国太空望远镜斯皮策围绕太阳运行,是世界上最强大的红外望远镜,具有远红外观测功能。也就是说,无论物体有多冷或多黑,它都无法逃脱它的眼睛。2018年11月14日美国宇航局官方网站信息:自2018年9月初以来,斯皮策已经在预测的路径上跟踪奥罗莫两个月,但没有成功。文章说奥罗莫人太虚弱了,斯皮策无法察觉。也就是说,在2017年10月被观察近一年后,没有人拒绝承认奥罗莫人已经消失。以目前的人类技术,不可能追踪它的行踪。

第二,无法解释的异常加速

尽管有许多新奇的东西,奥尔茂最大的谜团是穿过近日点后沿轨道的加速度。因为如果我们仅仅依靠万有引力,当我们奔向太阳时,我们会在引力的作用下加速,当我们穿过近日点离开太阳时,同样的引力会使它减速。对此有两种主要解释:彗星喷射和轻帆。

当奥罗莫被发现时,根据后来几个望远镜的观察,证实它没有彗尾和喷流。它被判断为石头或金属质地,并经过校准。然而,为了解释异常加速度,我们必须回去说,如果它有其他内部物质可以气化,如果它能释放出气体,而这些气体在被太阳加热后无法测量,它就可以解释这种奇怪的加速度。根据这种解释,如果无法测量的喷流能产生可观察到的加速度,它必须更小。这种对小尺寸的要求与一些人对斯皮策失踪目标的解释是一致的:斯皮策相信轨道预测是准确和强大的,但他无法探测到它,而大光可能没有那么大,甚至推测它的规模可能只有100米。

显然,这个解释相当牵强。科学研究必须用理论来解释事实,而不是为了适应理论而改变事实。

2018年11月,哈佛大学天文系主任阿维利奥布和他的同事斯莫尔贝利在《天体物理学快报》上发表了一篇论文,指出根据人类现有的知识,只有光帆在太阳光线压力下产生的加速度才能解释奥莫的异常行为。本文否定了喷流理论,认为喷流会使奥尔默莫滚得更厉害。据信,奥罗莫要么是外星人大型设备被摧毁后轻帆的残余,要么是一个外部人造飞船,有自己的轻帆。在我看来,只要我们承认翻滚,这也不利于解释轻帆。

有些人支持,有些人反对哈佛学者的观点。支持者认为,将奥罗莫人视为外星智慧生物显然更合理。反对:没有足够的证据证明它是外星人。它应该基于现有的知识。用外星人解释科学现象是荒谬的。

事实上,如果加速不能用非智能的原因来解释,就没有理由排除智能创造的可能性。如果确实有部门外的访客,聪明访客的可能性应该不低于不聪明访客的可能性。如果是这样的话,奥罗莫不仅是第一个外部物体,也是第一个创造历史的外部智能使者。

三、费米悖论之谜

当人类掌握了探索宇宙的技术后,他们从未停止在宇宙中寻找聪明的同伴,但也从未听到过他们的消息。1950年,物理学家费米在和他的同事讨论外星人问题时问了一个著名的问题:“他们在哪里?”这个问题的背景是,根据平庸的原理——地球没有什么特别,它只是一颗围绕银河系中普通恒星太阳运行的普通行星——估计银河系中应该有大量的智能生命,而且许多文明应该比地球高得多,但是地球人从来没有通过一切技术手段找到任何线索。这个问题被称为费米悖论。

关于费米悖论有许多解释和猜想,如大漏斗理论、动物园理论、文明锁理论、多元宇宙理论、第三类文明理论、文明自毁理论等。

“大漏斗”理论认为,在宇宙中智能文明的进化过程中,有必要穿过一些漏斗的狭窄颈部,这样文明才能生存,文明才能不被毁灭。关注或相信漏斗的人总是想知道这个狭窄的脖子在哪里,地球上的人类是否穿过了这个狭窄的脖子,或者宇宙中是否有一种文明可以穿过这个狭窄的脖子?如果这样的文明被发现,它能给地球人信心,他们将有未来。

动物园表示,它推测地球可能是宇宙中更高级别的智能生物的实验场所,而人类是被*在地球上的动物。地球人的智力水平太低,无法与高级圈养动物交谈,圈养动物也懒得与它们的圈养动物交谈。

文明锁理论推测,宇宙中的许多智能生命可能被锁在他们的生存环境中,比如厚冰层下的水。它们不能脱离地壳与外界交流。自然,地球人很难找到它们。

多元宇宙理论认为宇宙是多维的。地球只是三维空间。其他高级智能可能在四维以上的宇宙中。地球人根本无法感知它们。

“三种文明”理论提出宇宙文明有三种类型。最低级的文明只掌握了在自己的星球上使用能源的技术。第二类文明可以开发和利用其恒星系统中的恒星能量。第三类文明可以*使用宇宙中其他恒星的能量。地球正处于第一类文明阶段,所使用的能量水平根本不足以将它带出它所在的星系,而且很难理解外星文明的先进技术。

文明自我毁灭理论认为,文明不可能发展到更高的水平,因为它的发展到一定程度就会导致无法控制的自我毁灭。这种说法与地球文明的现状十分一致:它似乎在自我毁灭,没有突破的希望。

四、信使的灵感

遥远的信使奥罗莫透露了什么信息?作者认为,它至少带来了以下启示。

首先,根据奥罗莫的观测数据,至少它来自一个三维智能世界,其规模和速度与我们的文明相当,或者至少它可以降低速度,将维度缩小到我们可以观测到的规模。给弱智者的信息是未来通过大漏斗缩小脖子的可能性,三维同伴的可能性,以及文明可以突破的安慰。

第二,如果地球是一个拥有先进智能的动物园,它至少可能不是唯一的动物园。或者,至少“国王”派了“小恶魔”去“巡逻山脉”

第三,只测量了几个点速度和短轨迹。其他轨道是从逻辑上推断出来的,然后判断它可能从哪里来,又可能往哪里去。“火星轨道在11月1日左右通过……将在2018年5月通过木星轨道,并将在2019年1月飞离土星轨道”等等。然而,我们不知道它在接近太阳系之前是否有刹车,它是否在消失后加速,或者它是否有任何姿态调整和转向。我们的“强大”望远镜找不到它,不一定是因为它又冷又弱,还因为它不在预期的轨道上。

第四,它绕过太阳后一直在加速。是因为它配备了我们无法理解的使用恒星能量的技术,还是因为它配备了我们无法理解的能量?

第五是形式的启蒙。根据观察和判断,奥罗莫的表面是石头或金属,它们可能“因宇宙辐射而变红数亿年”。这启发我们,火烈鸟的外壳是由自然恒星在碰撞、爆炸和燃烧过程中自然形成的,这可能是开启宇宙飞船的正确方式。在讨论霍金“突破恒星”的计划是否可行时,有人提出,当人造飞机离开强大的太阳磁场以保护它并进入星际空间时,它所使用的材料可能无法抵抗质子和散布在前方道路上的其他宇宙射线的攻击。目前,只有“旅行者1号”和“旅行者2号”两架小型飞机到达了太阳磁层的边缘,人类并不清楚磁层周围的空间物理环境。还不清楚这两个小旅行者还会发回多少观测数据,或者他们还能继续发回多少。然而,奥罗莫的出现给了我们这样的灵感:进入星际空间,使用自然和固体小天体作为外壳可能是一个更合适的选择。刘·的科幻小说《漫游地球》被改编成电影即将上映,其中的宇宙飞船学派与地球学派之争也说明了这一点。

然而,如果这不是一个聪明的创造,就很难理解10: 1: 1的细长结构围绕着它的短轴旋转,因为它在漫长的旅程中需要很强的抗拉强度。然而,如果它是一个外部航天器,很容易理解:雪茄形条形有利于减少辐射和碰撞伤害在长途航行;至于翻筋斗,它很可能是某种我们无法理解的技术的暂时使用,或者它可能只是一个“山地巡逻怪物”,只是玩一会儿而已。

(作者是北京理工大学人文社会科学学院的编辑/教授;《深空探测杂志》常设编辑委员会