第九号行星是否真存在？我们该如何寻找？看科学家给我们答案

物理学家爱德华威滕建议使用激光发射探测器寻找神秘的引力源，称为Plant9，例如BreakthroughStarshotStarshot）。

在我们太阳系的外围有一些巨大的东西，或者看起来是这样。它们散布在太阳系的最外层，那里有地球重量5到10倍的物体通过引力拉动周围的物体。没有人见过它，尽管望远镜多年来一直在寻找幽灵。事实上，并不是每个人都相信它真的存在。目前，大多数天文学家将其称为“Plant9”。

现在，著名的理论物理学家爱德华·威滕(EdwardWitten)发表了一篇关于如何追踪盘旋在我们太阳系周围的幽灵行星的论文——一群由激光以0.1%的光速发射的微型探测器。在新发表的论文中，威滕认为，如果太空中布满了数百个小型探测器，那么舰队应该能够查明丢失物体的位置。（这篇论文尚未经过同行评审或被期刊接受发表。）

Witten是新泽西州高级研究所的理论物理学家和数学家，以其在量子场数学方面的工作而闻名理论和弦理论。统一“M论”的创始人。他也是第一位获得菲尔兹奖的物理学家，这是数学界最负盛名的奖项。威滕还承认，这些成就并不是NASA任务设计者赖以建立的典型要素。

“我提出的寻找第九行星的方法是否可行，或者如果可行，是否是最好的方法，目前还不清楚，”他告诉FunScience。大量提及“突破摄星”。由亿万富翁物理学家尤里·米尔纳、斯蒂芬·霍金和马克·扎克伯格共同创立的突破摄星计划旨在探索距地球4.37光年的半人马座阿尔法星系。BreakthroughStarshot背后的想法是以15%到20%的光速发射小型探测器，并在发射后20到30年到达目的地。自该计划于2016年宣布以来，一直没有确定启动日期。

Witthen在4月29日发布在arXiv数据库上的一篇论文中写道，在寻找“第九行星”时，“突破摄星”路线上的项目有两个主要优势。要求的速度是可以达到的，发射几十万架飞机也是可行的。

威滕追踪这个神秘物体的想法要求每个探测器都携带两个装置：一个精密的时钟和一个声音发射器。

每当时钟到达设定的时间，探测器就会向地球方向发送一条短消息，让地球人知道飞行器周围的时间。但随着探测器离地球越来越远，信息的传播时间也越来越长，这些信息到达的延迟也越来越长。将这些时钟与地球上的原子钟同步，然后跟踪它们的延迟，你就可以准确计算出每个探测器在任何给定时间离地球的距离。

这有助于研究人员绘制出探测器的轨迹。由于内太阳系的主要引力区是已知的，因此在舰队离开的头几年，轨迹是可以预测的。当我们抬头时，我们可以看到大部分的行星。不过，大约在发射十年后，探测器将到达“跨海王星天体”区域，“9号天体”可能存在于该区域。

“当航天器经过‘九号物体’时，行星的引力使其加速。最终，在某个时间点，探测器的信号将比预测的到达时间慢，”威滕告诉LiveScience网站。

通过跟踪飞行器的移动速度和移动速度，威滕预测舰队可以定位九号物体的位置及其引力。Witten计算出，为了让探测器以0.1%的光速工作，时钟必须精确到100,000秒，舰队将需要数百个探测器。

建造激光器将非常昂贵，他指出，根据BreakthroughStarshot。一份报告称这个数字为5.17亿美元。但是一旦设施建成，每次新探测器的发射都会很便宜，需要价值8,000美元的电池，再加上相对便宜的探测器的成本。

Witten这个想法在天体物理学界引起了兴奋和深深的怀疑。

对第九行星的搜索已经进行了很长时间，以至于一些天文学家开始认为某些特性可能会隐藏它。也许它的轮廓映衬在银河系的明亮带上。在这种情况下，太阳从行星表面的微弱反射将被银河系的明亮光线所淹没。或者它可能根本不是行星，而是更奇特的东西。

LiveScience2019年10月报道称，两位天文学家提出“第九行星”可能根本不是行星。它是一个葡萄柚大小的黑洞，其质量恰好相当于一颗行星。它可能在早期宇宙中产生，最终在我们的太阳系之外消亡。但即使是这篇论文的作者也认为这不太可能发生。即便如此，他们已经开始寻找围绕这样一个黑洞的暗物质晕的特征：暗物质“湮灭”自身时产生的伽马射线。

伊利诺伊大学芝加哥分校物理学家詹姆斯·昂温是葡萄柚大小黑洞论文的作者之一，他说：“威滕提议的优势在于，如果可行，它将适用于任何引力源。即使天体是如此奇特，我们永远无法直接看到它，它构建的引力图将帮助天体物理学家弄清楚它在哪里，并希望它是什么。

“威滕教授正在考虑一些固有的糟糕场景，即，这是一颗无法观测的行星。或者是隐藏在天空中难以观测，或者是黑洞，但暗物质并没有湮灭（伽马射线）。”Unwin补充道，“就像撒了一张大网。”

Witten说：行星、黑洞，甚至更奇异的、自存的理论对象（想想：夸克金块）都可能被网困住。

问题是我们有充分的理由怀疑Witten的理论是否正确

NASA艾姆斯研究中心退休主任、突破奖基金会主席（突破摄星项目负责人）PeteWorden告诉LiveScience：“我们对Witten教授的假设非常感兴趣，我们正在与他以及更广泛的科学和工程界合作，以跟进这一激动人心的假设。”

不过，他听取了哈佛大学天体物理学家、突破摄星顾问委员会主席AviLoeb的话。“详细以奇思妙想着称的

Loeb告诉LiveScience：Witten的假设忘记了一个重要的要素，那就是天体九可能被其他物体包围。

Loeb说，因为Witten的想法涉及一个快速移动的航天器寻找一个相当小的质量，时钟必须非常精确才能有用。在0.1%的光速下，每十分之一秒代表一个巨大的距离。这就是为什么Witten计算出时钟探测器上的精度必须精确到100,000秒。这使得测量结果很容易被微小的干扰所破坏，勒布说。而这个区域恰好有这样的干扰。

“九号行星位于日球层顶之外，太阳风在那里被星际物质所限制，”勒布说。航海者一号和航海者二号是NASA于1977年发射的快速探测器，在过去十年中首次到达日球层顶，这是唯一能够做到这一点的人造探测器。然而，这两颗行星都还没有达到被认为是第9行星的轨道距离。在日球层顶之外，后面不再存在太阳风。相反，你会受到辐射和漂浮在恒星之间的带电尘埃——星际介质——的轰击。

Loeb说：“当我读到Witten的论文时，我意识到与星际介质相互作用产生的噪音会远远超过他想要接收的目标信号。”勒布告诉LiveScience：“特别是，星际介质对飞行器的拉力可能远远超过‘九号行星’的引力效应，而这种力因湍流而产生的不可预测的波动会引入噪声，从而模糊所需的信号。此外，飞行器由于星际介质获得的电荷，其轨道会退化。星际介质磁力造成的偏移将大于‘九号行星’引力造成的偏移。

Loeb还说Witten的计划在理论上是可行的。会奏效，但在九号行星所处的情况下行不通。他指出，在2017年与人合着的一篇论文中，Loeb提出，当BreakthroughStarshot咆哮而过Alpha时半人马座，类似的测量方法被用来测量系外行星的引力。

这个假设依赖于一种更复杂的，以前从未尝试过的方法来测量这种极端情况下的加速度。半阿尔法射手座自身的太阳风可以保护他说，来自星际介质的BreakthroughStarshot航天器使在九号行星上无法进行的测量成为可能。

Witten说：减速通过提高速度来提高车辆的灵敏度也是不现实的。“化学火箭以较慢的速度移动，大约需要一个世纪才能到达‘第九行星’，”他说。Loeb总结了他对发表在arXiv期刊上的Witten论文的一些反对意见。威滕说：“我读了那篇论文，他提出了一个严肃的问题，这很可能是真的。

尽管如此，勒布说，有很多理由对威滕的想法感到兴奋。定位其他物体的位置在太阳系中。勒布提到：我们的太阳系中有很多物体，用大型化学火箭研究它们是不切实际的。像“Oumuamua”这样的星际彗星在我们的太阳系中闪耀得太快，传统探测器无法捕捉到。相对较低的成本将使激光发射探测器能够用于研究潜在的生命栖息地环境，例如土卫二上方的水柱。