為什麼太陽系的邊界始終無法確定？

不確定的「邊界」

國際天文學聯合會第26屆大會上，來自75個國家的近2500名天文學家正匯聚在捷克首都布拉格。此次大會引人注目的一個議題是，關於新的行星定義及行星數目的討論。8月16日，與會的天文學家們正式向大會提交了一個決議草案。根據這一決議草案提出的定義，目前太陽系應有12顆行星，而且不排除將來太陽系中會有更多符合標準的天體被列為行星。

眾所周知，現在的太陽系行星榜是在78年前敲定的。那一年的明星級行星，是剛剛進入人類視野、處於遠離太陽的「陰曹之地」並因此得名的冥王星。

不妨再往前略加追溯：1609年，義大利天文學家伽利略開創了人類應用望遠鏡觀星的先河；

1781年，英國天文學家威廉·赫歇爾用當時先進的望遠鏡發現了天王星，

從而把太陽系的尺度擴大了一倍；1846年，法國天文學家勒威耶和英國數學家亞當斯幾乎同時發現了海王星。

轉眼到了1930年。美國年輕的天文學家克萊德·湯博在把兩張星空照相底片做對比時，發現了閃爍的冥王星，將太陽系的邊界又向外推進了一步。至此，太陽系的九大行星被確定下來，被認為是我們局部的宇宙，太陽系的範圍也由此而「確定」下來了。

然而，從某種意義上講，太陽系的這個「邊界」是虛構的、不確定的。實際上，自1930年以來，天文學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。關於冥王星，一直也存在著令天文學家深感迷惑的問題。例如，它的軌道與海王星的軌道交錯，而其物理特徵又跟其他行星大不一樣。

在內太陽系的四顆行星體積都很小，且都由岩石構成，而遠離太陽的四顆行星都是巨大的氣體星球，可唯獨冥王星無法歸入其中的任何一類。後來確認，它的質量不到地球質量的1／400，甚至比月球還小。為什麼太陽系中這「最後」的一顆行星會如此特別呢?也許，冥王星最終會成為我們揭開行星形成之謎的關鍵，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候(他老人家於1996年去世)，冥王星的「身份」和「資格」就越來越受到懷疑，其「寶座」也一度有過動搖的跡象。質疑者認為，冥王星應屬於小行星一類的天體，它實則是當時無意之中被「拔高」了的小行星。還有天文學家認為。冥王星只是一顆徒有虛名的彗星，或許就是一顆由於偶然的機會「闖」進太陽系並被太陽俘獲了的彗星。太陽王國的疆界，當不會至冥王星而止。

果不其然，1998年春，天文學家藉助新型望遠鏡，終於在冥王星外發現了五顆新的小天體。另一個新世界的門戶洞開，天文學家激動不已。

據悉，在新的「革命性的」標準之下，天文學家們確定了一個新的次級定義——「類冥王星」。此番提交國際天文學聯合會討論的決議草案認可的「12大行星」包括8大正統行星——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年被發現，一直被看成更王星的一顆衛星)、UB313(2003年發現的「齊娜」)，以及原是小行星身份的穀神星(1801年首次被發現，是火星與木星間的小行星帶中繞軌道運行的最大的一顆天體)。

看起來，冥王星的「戶籍」還能夠保住，不會被「降級」。不用說，未來太陽系的行星名單如果繼續擴大，新增的也將是「類冥王星」。可惜事情的結果出乎意料，非但「類冥王星」沒有進級，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。

說來我們似乎都習慣於確定性的東西。可是，天文學的觀察結果告訴我們，宇宙間所有的天體都在不停地運動著。它們相對於鄰近天體而言的「勢力範圍」，當然也在不停地消長著，因此，太陽系的邊界實際上無時無刻在變化。

早在19世紀90年代，法國數學家亨利·龐加萊

(對，就是提出「龐加萊猜想」的那位)就為天體力學引入了一種新的思考方式。他發現：在許多動力學系統中，初始條件的微小變化都能導致最終結果的巨大變化。從觀測角度來說，我們無法完全精確地探明行星的位置。對於內行星以及冥王星來說，初始範圍的不確定性將會隨著時間的增加而有飛躍性增長。

天文學家利用計算機進行的計算表明，地球初始條件的變動所導致的不確定性每500萬年增加3倍。也就是說，在測定初始條件時，如果存在10米的誤差，1億年後它所帶來的不確定性將達到100萬千米。行星運動存在的這種混沌現象，使得人們以前所有證明太陽系穩定性的努力基本上都付之東流；天體力學所夢想的那種確定性，也一去不復返了。

一百多年前，法同著名天文學家弗拉馬里翁(1842～1925)曾經寫過這樣的詩句：

「你以為一切都已發現了嗎?那真是絕頂的荒謬。這無異把有限的天邊，當做世界的盡頭。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！