在2006年8月,來自75個(gè)國家的近2500名天文學(xué)家正匯聚在捷克首都布拉格,參加國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)第26屆大會(huì)。此次大會(huì)引人注目的一個(gè)議題是,關(guān)于新的行星定義及行星數(shù)目的討論。8月16日,與會(huì)的天文學(xué)家們正式向大會(huì)提交了一個(gè)決議草案。根據(jù)這一決議草案提出的定義,目前太陽系應(yīng)有12顆行星,而且不排除將來太陽系中會(huì)有更多符合標(biāo)準(zhǔn)的天體被列為行星。
眾所周知,現(xiàn)在的太陽系行星榜是在78年前敲定的。那一年的明星級(jí)行星,是剛剛進(jìn)入人類視野、處于遠(yuǎn)離太陽的“陰曹之地”并因此得名的冥王星。
不妨再往前略加追溯:1609年,意大利天文學(xué)家伽利略開創(chuàng)了人類應(yīng)用望遠(yuǎn)鏡觀星的先河;1781年,英國天文學(xué)家威廉·赫歇爾用當(dāng)時(shí)先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了天王星,從而把太陽系的尺度擴(kuò)大了一倍;1846年,法國天文學(xué)家勒威耶和英國數(shù)學(xué)家亞當(dāng)斯幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)了海王星。
轉(zhuǎn)眼到了1930年。美國年輕的天文學(xué)家克萊德·湯博在把兩張星空照相底片做對(duì)比時(shí),發(fā)現(xiàn)了閃爍的冥王星,將太陽系的邊界又向外推進(jìn)了一步。至此,太陽系的九大行星被確定下來,被認(rèn)為是我們局部的宇宙,太陽系的范圍也由此而“確定”下來了。
然而,從某種意義上講,太陽系的這個(gè)“邊界”是虛構(gòu)的、不確定的。實(shí)際上,自1930年以來,天文學(xué)家們就一直懷疑在第九顆行星之外是否還有其他更多的物質(zhì)。關(guān)于冥王星,一直也存在著令天文學(xué)家深感迷惑的問題。例如,它的軌道與海王星的軌道交錯(cuò),而其物理特征又跟其他行星大不一樣。
在內(nèi)太陽系的四顆行星體積都很小,且都由巖石構(gòu)成,而遠(yuǎn)離太陽的四顆行星都是巨大的氣體星球,可唯獨(dú)冥王星無法歸入其中的任何一類。后來確認(rèn),它的質(zhì)量不到地球質(zhì)量的1/400,甚至比月球還小。為什么太陽系中這“最后”的一顆行星會(huì)如此特別呢?也許,冥王星最終會(huì)成為我們揭開行星形成之謎的關(guān)鍵,為我們理解行星世界如何形成提供線索。
在湯博尚還健在的時(shí)候(他老人家于1996年去世),冥王星的“身份”和“資格”就越來越受到懷疑,其“寶座”也一度有過動(dòng)搖的跡象。質(zhì)疑者認(rèn)為,冥王星應(yīng)屬于小行星一類的天體,它實(shí)則是當(dāng)時(shí)無意之中被“拔高”了的小行星。還有天文學(xué)家認(rèn)為。冥王星只是一顆徒有虛名的彗星,或許就是一顆由于偶然的機(jī)會(huì)“闖”進(jìn)太陽系并被太陽俘獲了的彗星。太陽王國的疆界,當(dāng)不會(huì)至冥王星而止。
果不其然,1998年春,天文學(xué)家借助新型望遠(yuǎn)鏡,終于在冥王星外發(fā)現(xiàn)了五顆新的小天體。另一個(gè)新世界的門戶洞開,天文學(xué)家激動(dòng)不已。
據(jù)悉,在新的“革命性的”標(biāo)準(zhǔn)之下,天文學(xué)家們確定了一個(gè)新的次級(jí)定義——“類冥王星”。此番提交國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)討論的決議草案認(rèn)可的“12大行星”包括8大正統(tǒng)行星——水星、金星、地球、火旱、木星、土星、天王星、海王星,4顆“類冥王星”——冥王星、卡戎(1978年被發(fā)現(xiàn),一直被看成更王星的一顆衛(wèi)星)、UB313(2003年發(fā)現(xiàn)的“齊娜”),以及原是小行星身份的谷神星(1801年首次被發(fā)現(xiàn),是火星與木星間的小行星帶中繞軌道運(yùn)行的最大的一顆天體)??雌饋恚ね跣堑摹皯艏边€能夠保住,不會(huì)被“降級(jí)”。不用說,未來太陽系的行星名單如果繼續(xù)擴(kuò)大,新增的也將是“類冥王星”。可惜事情的結(jié)果出乎意料,非但“類冥王星”沒有進(jìn)級(jí),連冥王星也被拉下行星的寶座,成了一顆莫名其妙的渴矮星。
說來我們似乎都習(xí)慣于確定性的東西??墒牵煳膶W(xué)的觀察結(jié)果告訴我們,宇宙間所有的天體都在不停地運(yùn)動(dòng)著。它們相對(duì)于鄰近天體而言的“勢力范圍”,當(dāng)然也在不停地消長著,因此,太陽系的邊界實(shí)際上無時(shí)無刻在變化。
早在19世紀(jì)90年代,法國數(shù)學(xué)家亨利·龐加萊(對(duì),就是提出“龐加萊猜想”的那位)就為天體力學(xué)引入了一種新的思考方式。他發(fā)現(xiàn):在許多動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中,初始條件的微小變化都能導(dǎo)致最終結(jié)果的巨大變化。從觀測角度來說,我們無法完全精確地探明行星的位置。對(duì)于內(nèi)行星以及冥王星來說,初始范圍的不確定性將會(huì)隨著時(shí)間的增加而有飛躍性增長。
天文學(xué)家利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的計(jì)算表明,地球初始條件的變動(dòng)所導(dǎo)致的不確定性每500萬年增加3倍。也就是說,在測定初始條件時(shí),如果存在10米的誤差,1億年后它所帶來的不確定性將達(dá)到100萬千米。行星運(yùn)動(dòng)存在的這種混沌現(xiàn)象,使得人們以前所有證明太陽系穩(wěn)定性的努力基本上都付之東流;天體力學(xué)所夢想的那種確定性,也一去不復(fù)返了。
一百多年前,法同著名天文學(xué)家弗拉馬里翁(1842~1925)曾經(jīng)寫過這樣的詩句:
“你以為一切都已發(fā)現(xiàn)了嗎?那真是絕頂?shù)幕闹?。這無異把有限的天邊,當(dāng)做世界的盡頭?!?/p>