行星九是黑洞吗？

在大流行期间，天体物理学家除了幻想拥有一个私人黑洞外，还能做些什么呢？

虽然这可能是一厢情愿的想法，但一些天文学家争辩说，我们太阳系的外围可能潜伏着一个黑洞。整个夏天，他们一直在争论如何找到它，如果它真的在那里，以及如何解决它，提出了只有半个世界的计划。

这一猜测始于2016年，当时加州理工学院(California Institute Of Technology)的天文学家迈克尔·布朗(Michael Brown)和康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)提出，在冥王星以外数十亿英里的地方，几个冰球的奇怪运动可能是一个以前未知和未被怀疑的物体方式的证据，远远地在黑暗中存在。

根据他们的计算，该天体的质量将大约是地球的10倍，并将占据一个蛋形的轨道，使其与太阳的距离接近200亿英里-几倍于太阳到冥王星的距离-并每隔1万到2万年将其带到1000亿英里以外的地方。

“我们不知道的是它在轨道上的位置，这太糟糕了，”布朗博士当时告诉“泰晤士报”。

布朗博士称这个假想的天体为九号行星，其中充满了讽刺意味。不久前，冥王星还被认为是第九颗行星，但布朗博士对柯伊伯带其他外星人的发现在15年前将冥王星降级为矮行星的过程中发挥了重要作用。柯伊伯带是冥王星居住的冰冻的、绕轨道运行的土球的王国。

去年，另两位天文学家--英国达勒姆大学的雅各布·肖尔茨和芝加哥伊利诺伊大学的詹姆斯·昂温--认为九号行星可能实际上是一个黑洞。但不是任何类型的黑洞。

黑洞是阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)方程式所预言的引力恐怖，物体密度如此之高，以至于连光都无法逃脱--这是走向末日的单向通道。天文学家知道这样的实体是存在的。激光干涉仪引力波天文台和处女座天文台听到了黑洞--坍塌的死星的引力壳--在黑暗宇宙中碰撞的声音。一些宇宙学家推测，黑洞可能占宇宙质量的25%，并可能构成著名的、难以捉摸的“暗物质”，它决定了我们在天空中看到的物体的引力结构。

但是你不需要一颗恒星去死才能形成一个黑洞。1971年，斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)借鉴了俄罗斯物理学家雅科夫·鲍里索维奇·泽尔多维奇(Yakov Borisovich Zel‘dovich)和伊戈尔·德米特里耶维奇·诺维科夫(Igor Dmitriyevich Novikov)早些时候在1966年提出的一个观点，提出了大爆炸期间的强烈压力可能会将物质直接坍塌到黑洞的理论。这些原始黑洞可能是任何大小的，也可能在任何地方。一个像地球一样大的黑洞大约有一个乒乓球那么大，非常难以看到。

目前还没有探测到这样的原始黑洞。但也没有排除他们存在的可能性。肖尔茨博士和昂温博士指出，波兰华沙大学的一项名为OGLE的实验，即光学引力透镜实验，在我们银河系中心的方向探测到了六个暗物体的存在。它们的引力场就像透镜一样，短暂地放大了漂浮在它们前面的遥远恒星发出的光。

作者说，这些天体可能是自由漂浮的行星，质量从地球的一半到大约20倍不等。但天文学家提出，它们很可能是漂浮在银河系周围的原始黑洞。如果是这样的话，假设的行星九也很可能是一个位于遥远的太阳轨道上的黑洞。

这将使九号行星成为距离地球许多光年最近的黑洞，距离如此之近，以至于人类可以考虑向那里发送一个机器人探测器，就像新地平线号(New Horizons)经过冥王星和现在被称为阿罗科斯(Arrokoth)的哑铃冰山一样。

但首先我们必须找到九号行星。今年早些时候，普林斯顿高等研究院(Institute For Advanced Study In Princeton)的理论物理学家爱德华·威滕(Edward Witten)也加入了进来；威滕博士是为数不多的获得著名的菲尔兹奖(Fields Medal)的物理学家，他以弦理论方面的研究而闻名，弦理论是有争议的“万物理论”。威滕博士建议借鉴俄罗斯慈善家尤里·米尔纳(Yuri Milner)和霍金博士提出的突破星射(Breakthrough Starshot)的技巧，向最近的半人马座阿尔法星系(Alpha Centauri)发送数千个激光推进的显微探测器。

威滕博士建议向各个方向发射数百个类似的小型探测器，以探索太阳系。通过跟踪来自探测器的传入信号，地球上的科学家将能够分辨出每个探测器在遇到九号行星的引力场或其他任何东西时是否以及何时加速或减速。

这一计划的关键是探测器能够保持精确的每十万分之一秒ping地球的能力。今年5月，马里兰大学(University Of Marland)的天文学家斯科特·劳伦斯(Scott Lawrence)和泽夫·罗戈辛斯基(Zeeve Rogoszinski)建议改用高分辨率射电望远镜监测探测器的轨迹，这将消除对探测器上高精度时钟的需求。

“所有这些都乐观地希望，9号行星确实存在，并被证明是一个黑洞，”威滕博士在一封电子邮件中说，“而且技术发展得足够成熟，有可能制作出合适的”突破之星“的比例版。”

在一封电子邮件中，他的同事尼玛·阿卡尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed)也是一位著名的弦理论家，他称这些想法“相当未来主义，但真的很酷！”

今年5月，哈佛大学天文学系主任、突破性星射计划(Breakthrough Starshot Enterprise)科学顾问委员会主席阿维·勒布(Avi Loeb)给这个白日梦泼了一盆冷水。在自己的帖子中，他和韩国科技大学(Korea University Of Science And Technology)的田宏(Thiem Hoang)辩称，星际介质--漂浮在行星和恒星之间的稀薄带电气体--中的摩擦力和电磁力的影响，将淹没来自九号行星的任何引力效应的信号。

但勒布博士很少遇到一个听起来像科幻的理论或项目不引起他的兴趣。他在天文学圈子里广为人知，因为他认为天文学家应该认真对待这样一种可能性，即2017年从星际空间微风掠过太阳系的彗星状物体Oumuamua实际上是一个外星空间探测器。

因此，在7月，勒布博士带着学生阿米尔·西拉杰(Amir Siraj)回来了，并提出了一个寻找行星9黑洞的新想法。他们认为，如果那里存在黑洞，它偶尔会撕裂小彗星，产生明亮的耀斑，很快就会被新的维拉·C·鲁宾天文台(Vera C.Rubin Observatory)发现，该天文台以前被称为大型天气观测望远镜(Large Synotical Survey Telescope)，目前正在智利建造。天文台的任务是从2021年开始拍摄一部宇宙电影，每隔几天制作一次整个南方夜空的全景，并揭示任何变化或移动的东西。

他们指出，这样的耀斑每年应该发生几次。勒布博士在一封电子邮件中写道，“我们的计算显示，耀斑的亮度将足以让维拉·鲁宾天文台(Vera Rubin Observatory)在其L.S.T.调查监测到天空后的一年内，排除或确认九号行星是黑洞。”

此外，他们说，由于鲁宾望远镜检查了如此大片的天空，它可以探测到或排除大小相似的黑洞一直延伸到奥尔特云的可能性，奥尔特云是距离太阳1万亿英里的原始彗星和原始的冰冻残骸的模糊而扩散的集合。

勒布博士在电子邮件中说，在我们自己的太阳系中发现黑洞的前景“就像找到证据表明有人可能住在你家后院的棚子里一样令人震惊”。“如果是，那是谁，它是怎么到那里去的？”

如果这一理论成功了，认为人类可以考虑发射探测器来研究我们当地的黑洞并不是一件疯狂的事情。它会在那里学到什么呢？

对于许多天体物理学家和引力专家来说，当务之急是检验霍金博士46年前的一项预测，即黑洞尽管名为黑洞，但应该以热的形式辐射能量。几乎每个天体物理学家都相信，这一预言--刻在威斯敏斯特大教堂(Westminster Abbey)靠近牛顿和达尔文坟墓的霍金的墓碑上--将会得到证实，但它还没有得到证实。对于像LIGO和处女座一直在记录的那些巨大的黑洞来说，影响将是微不足道的，因此不可能被识别。但较小的黑洞温度更高，而且随着它们的收缩并最终爆炸，它们会变得更热。

根据Witten博士的说法，一个质量约为地球6倍的黑洞的温度约为0.04开尔文(Kelvin)。这比外层空间要冷，外层空间的温度约为3开尔文，而且太冷了，无法从地球上测量。

“从近距离测量它将是一个挑战，”威腾博士指出。“但在本世纪末实现这一目标并不是不可能的。”

他补充说，“我认为人们需要一艘质量相当大的航天器围绕该物体运行，并对其进行详细研究，而不是微型航天器的飞越。”

几年前，在哈佛大学黑洞计划的一次演讲中，勒布博士开玩笑说，在实地考察黑洞的背景下，还有另一种可能性。正如他在一封电子邮件中叙述的那样：“由于黑洞提供了一个罕见的测试弦理论的环境，我建议我的弦理论朋友进入那个黑洞的地平线，在那里测试他们的理论。”尼玛·阿卡尼-哈米德从观众中喊道，我把弦理论家送进黑洞肯定有隐藏的议程。“。

就目前而言，最后一句话属于布朗博士，他是九号行星的发起人，当记者联系到他时，他承认九号行星可能是一个黑洞。“但这没有道理，”他说。“我想，九号行星也有可能是一个6个地球质量的汉堡。”

他补充说，“好消息是，九号行星真的、真的、真的不太可能是黑洞，但一旦我们发现它，我们就可以用这样的探测器来研究它。”