科學家設計完美太陽系，有 9 個太陽和 100 萬個地球

我們都知道，像地球這樣離恆星距離剛剛好、體積重量剛剛好、有水、有大氣、有磁場的星球是非常難得的，畢竟太陽系幾個行星兄弟中，只有老三地球有這個福氣可以孕育生命，這是因為地球正好在太陽系的「宜居帶」上。

這個宜居帶在金星和火星軌道之間，其實是非常寬闊的區域。因此，就以科學家說了，這麼大的宜居帶只有一個地球實在太浪費空間了，只要給他一個黑洞，再來八個太陽，他可以在太陽系輕鬆「養活」1000000 個「地球」。

這位「口出狂言」的科學家是法國波爾多天文台的天體物理學家肖恩·雷蒙德，主要研究行星系統是如何形成和演化的。雷蒙德在自己寫的《建造終極太陽系》專欄中，他開始著手建造這個無與倫比的「太陽系」。我么來看看他是怎麼做的：

首先，嘗試在太陽系中放入一個太陽質量的黑洞

黑洞非常緊湊。一個有太陽質量的黑洞大約只有6公里大小。雷蒙德說，物理課中的一個常見問題是想像如果用相同質量的黑洞取代太陽會有什麼變化。答案是，對於行星的軌道沒有任何改變 - 如果黑洞的質量與太陽相同，那麼軌道將保持不變。雷蒙德補充說，在這種情況下，地球上的生命顯然會受到缺乏光和熱的影響。雷蒙德指出，如果太陽有一個等質量的黑洞伴星在它附近軌道運行，比如天文單位（等於太陽到地球的距離 1.5 億公里）的十分之一，太陽系行星的軌道不會有太大變化。

儘管如此，假設這些行星與太陽保持相同的距離，太陽的引力和它的黑洞夥伴將導致這些世界更快地完成它們的軌道，地球的年份從 365 天減少到 258天。在上述情景中，太陽和黑洞每 2.9 天就會完成一次軌道運行。這意味著當太陽離地球會變得忽近忽遠，地球從太陽接收的能量將在其平均值的 90％ - 110％ 之間波動。

9 個太陽繞一百萬太陽質量的黑洞旋轉，外層宜居帶可環繞 1000000 個地球

根據雷蒙德的說法，如果有一些偶然的恆星位置，超過 500 個類似地球的行星可以圍繞一個百萬太陽質量的黑洞。雷蒙德計算，如果太陽被一百萬個太陽質量的黑洞取代，550個地球質量的行星可以在可居住的區域內穩定的同心軌道上運行。 超大質量黑洞的引力會在靠近黑洞的每個行星的一側拉得更強。雷蒙德說，這會使可居住區的行星延伸出來，雖然它們不會足夠接近被撕裂。在這個超大質量黑洞周圍建立可居住區域的一種方法是在它和行星之間放置恆星。

「在這個系統中生活在一個星球上會非常有趣，」雷蒙德指出。「完成圍繞黑洞的軌道只需要幾天時間，在可居住區的內緣約 1.6 天，在外緣約 4.6 天。」雷蒙德指出 ，在兩個這樣的行星之間最接近的距離將是地月距離的兩倍左右。「結合起來，每個行星的最近鄰居看起來大約是天空中滿月大小的兩倍。」另外，九個太陽「也是一個值得一看的壯觀景象」。九個太陽每 3 個小時就完成一次圍繞黑洞的軌道運行。「這意味著每 20 分鐘，其中一個太陽隊就會越過黑洞。當太陽從黑洞後面經過時，黑洞的引力會使光線彎曲將太陽的形狀扭曲成一個環。」此外，星光會被黑洞的引力拉伸。雷蒙德說：「靠近黑洞的星星看起來會更紅，而那些遠離黑洞的星星會顯得更藍。」

鑒於有一個百萬太陽質量的黑洞和一個由九顆類太陽恆星組成的軌道環，雷蒙德計算出一百萬個地球質量的行星可以在可居住區域內 400 個軌道中的運行，每個軌道上平均有 2500 個行星間隔開大約相同的距離（地球和月球的距離）。在這種情況下，行星將需要 1.6 到 4.6 天的時間才能完成軌道運行。

雷蒙德還沒有在黑洞和行星之間放置九顆類似太陽的恆星，而是建議人們可以將 6 顆類似太陽的恆星放在 6 個天文單位寬的環中。在這種情況下，「每個行星都沐浴在四面八方的陽光下，行星沒有夜間，」雷蒙德說。「這就像阿西莫夫的永久白天行星卡爾加什一樣。」

雷蒙德補充說：「在這樣的世界你永遠不會感到孤獨，其他星球在天空中會顯得很大。」雷蒙德說，相鄰的行星將比月球對地球的距離大約 10 倍，這意味著它們看起來「在天空中大約比滿月大40倍」。「那就是掌握在手臂上的筆記本電腦的大小。」

讓九個太陽和行星環離黑洞更近的軌道會怎樣

在後一種情況下，行星將更接近黑洞，每個行星在大約 9 個小時內完成一次圍繞中心黑洞的軌道運行。這意味著它們將以非常高的速度運行，大約是光速的 10％。根據愛因斯坦的狹義相對論，「在不同環上同一時刻出生的兩個嬰兒會以略微不同的速度衰老，內圈的嬰兒會衰老的更快。」

雷蒙德說，環之間的速度差異足以使太空船無法通過任何現有技術從一個環到另一個環。然而，同一個環相鄰行星之間的相對速度幾乎為零。「太空電梯可以連接行星。」雷蒙德說。 如果把定環內每對相鄰行星都連接起來，它就像一個「環形世界」。但在這種情況下，行星因為沒有了自轉，也就沒有了宜居的表面區域。

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