می‌خواهم برای شما داستانی از ۲۰۰ سال پیش را تعریف کنم
در ۱۸۲۰، آلکسی بوار اخترشناس فرانسوی
به دومین نفر در تاریخ بشر برای کشف یک سیاره شد.
او در حال ردیابی موقعیت اورانوس در آسمان شب با استفاده از
کاتالوگ‌های ستاره قدیمی بود
و به طور کامل به دور خورشید
که پیشگویی او گفته بود، نمی‌رسید.
بعضی وقت‌ها خیلی سریع بود،
بضی وقت‌ها هم خیلی آهسته
بوار می‌دانست که پیش‌بینی‌های او کامل است.
پس حتما آن مدل‌های قدیمی بد بودن.
او به اخترشناسان روز گفت:
«اندازه‌گیری‌ها را بهتر انجام دهید.»
همین کار را کردند.
اخترشناسان دو دهه را با دقت زیاد
صرف بررسی موقعیت اورانوس در آسمان کردند،
اما هنوز هم با پیش‌بینی‌های بوارد جور در نمی‌آمد.
در سال ۱۸۴۰ این موضوع کاملا آشکار شد،
مشکل از آن کاتالوگ‌های ستاره قدیمی نبود،
مشکل از پیش‌بینی‌ها بود.
و اخترشناسان هم می‌دانستند چرا.
آن‌ها فهمیدند که باید سیاره‌ای غول‌پیکر
دور از مدار اورانوس وجود داشته باشد
که در آن مدار می‌چرخد،
گاهی آن را خیلی سریع می‌کشد،
گاهی هم عقب نگه می‌دارد.
ما باید در ۱۸۴۰ با دیدن این اثرات گرانشی
این سیاره عظیم ناامید شده باشیم
که هنوز نمی‌دانیم چطور آن را پیدا کنیم.
به من اعتماد کنید، خیلی ناامید کننده است.
( خنده )
اما در ۱۸۴۶، اخترشناس فرانسوی دیگری
اوربن لو وریه،
از طریق ریاضی کار کرد
و فهمید که چطور می‌تواند موقعیت سیاره را پیش‌بینی کند.
او پیش‌بینی‌های خود را به رصدخانه برلین فرستاد،
آن ها تلسکوپ خود را باز کردند
و در همان شب اول نقطه مبهم نور را دیدند
که آهسته در آسمان حرکت می کرد
و نپتون را کشف کردند.
این نقطه در آسمان نزدیک پیش‌بینی‌های لو وریه بود
داستان پیش‌بینی و اختلاف و نظریه جدید
و کشفیات پیروزمندانه به قدری کلاسیک بود که
لو وریه از آن بسیار مشهور شد
که مردم سعی کردند وارد عمل شوند.
در ۱۶۳ سال اخیر
ده‌ها اخترشناس از نوعی اختلاف بین اوربیتال‌ها
برای پیش بینی وجود یک سیاره جدید در منظومه شمسی استفاده کردند.
همیشه اشتباه می‌کردند.
معروف ترین این پیش‌بینی‌های نادرست متعلق به
متعلق به پرسیوال لوول بود،
کسی که متقاعد شده بود که باید یک سیاره‌ای فراتر از اورانوس و نپتون باشد که
در آن مدارها خرابکاری می‌کند.
و هنگامی که پلوتو در سال ۱۹۳۰
در رصدخانه لوول کشف شد،
همه فرض کردند که آن باید همان سیاره‌ای باشد که لوول پیش‌بینی کرده بود.
آن ها در اشتباه بودند.
مشخص می‌شود که اورانوس و نپتون دقیقا جایی هستند که قرار است باشند.
۱۰۰ سال طول کشید،
اما سرانجام حق با بوار بود.
اختر شناسان باید اندازه‌گیری بهتری بکنند.
و وقتی این کار را کردند،
آن اندازه‌گیری بهتر این بود که
هیچ سیاره دیگری فراتر از مدار اورانوس و نپتون وجود ندارد
و پلوتو هزاران بار بیش از حد کوچک است
تا تاثیری بر این مدارها داشته باشد .
با اینکه پلوتو به این سیاره تعلق ندارد
که در اصل به آن تبدیل شده‌ بود،
اولین کشف چیزی بود
که امروزه هزاران شی کوچک و یخی در مدار خارج از سیارات قرار دارند.
در اینجا می‌توانید مدار مشتری،
زحل ، اورانوس و نپتون را ببینید.
و در آن دایره کوچک در مرکز، زمین و خورشید
و تقریبا هر چیزی که می‌دانید و دوست دارید.
و آن دایره‌های زرد حاشیه
شی‌های یخ زده بیرون از سیارات هستند.
این شی‌های یخ زده
توسط میدان‌های گرانشی سیارات
به روش‌های کاملا قابل‌ پیش‌ بینی هل داده می‌شوند.
همه چیز دقیقا به همان شکلی به دور خورشید می چرخند که انتظار می‌رود.
تقریبا.
در ۲۰۰۳،
من کشف کردم که چه چیزی در آن زمان
مهم‌ترین شی شناخته‌ شده در کل منظومه شمسی بود.
به سختی می‌توان به آن شی‌های تنها در آنجا نگاه کرد و
گفت، اوه بله، حتما، پس لوول در اشتباه بود،
هیچ سیاره‌ای در آن سوی نپتون وجود نداشت،
اما این می‌تواند یک سیاره جدید باشد.
سوال اصلی که ما داشتیم این بود،
که چه نوع مداری در اطراف خورشید وجود دارد؟
آیا مثل یک سیاره
به دور خورشید می‌چرخد؟
یا شاید این فقط یکی از اعضای معمولی این کمربند یخی است
که کمی به بیرون پرتاب شده‌اند و حالا در راه برگشت به داخل است؟
این دقیقا همان سوالی است
که ستاره شناسان در تلاش برای پاسخ دادن به اورانوس ۲۰۰ سال پیش داشتند.
آن‌ها این کار را با استفاده از مشاهدات نادیده گرفته‌شده از اورانوس
از ۹۱ سال قبل از
کشف کل مدار انجام دادند.
ما نمی‌توانیم خیلی عقب برویم،
اما ما مشاهدات خود را از ۱۳ سال پیش پیدا کردیم
که به ما اجازه داد تا بفهمیم چگونه به دور خورشید می‌چرخد.
پس سوال این است که،
آیا در مدار گردشی در اطراف خورشید، مانند یک سیاره،
یا در مسیر برگشت خود،
مثل این شی‌های یخی معمولی قرار دارد؟
و جواب،
نه هست.
یک مدار بسیار طویل دارد
که ۱۰،۰۰۰ سال طول می‌کشد تا به دور خورشید گردش کند.
ما این شی را بعد از الهه دریا،
به افتخار آن مکان سرد و یخ‌ زده
که همیشه در آن به سر می‌برد، سدنا نام گذاری کردیم.
اکنون می‌دانیم که سدنا،
در حدود یک سوم اندازه پلوتو است
و آن یک عضو نسبتا معمولی
از آن شی‌های یخ زده خارج از نپتون است.
نسبتا معمولی، به جز برای این مدار عجیب.
شاید به این مدار نگاه کنید و بگویید:
«بله، عجیب است، ۱۰،۰۰۰ سال برای دور زدن خورشید.»
اما این واقعا قسمت عجیب و غریبی نیست.
بخش عجیب این است که در آن ۱۰،۰۰۰ سال،
سدنا هرگز به چیز دیگری در منظومه شمسی نزدیک نمی‌شود.
حتی در نزدیک‌ترین فاصله خود به خورشید،
سدنا دورتر از
فاصله نپتون از زمین است.
اگر سدنا مدار این چنینی داشت،
آن وقت یکبار به مدار نپتون برخورد می‌کرد،
که توضیح این کار واقعا آسان است.
صرفا شی می بوده که
در مداری دایره‌ای در اطراف خورشید در آن منطقه
از شی‌های یخی قرار داشت،
و یک بار کمی به نپتون نزدیک شده بود،
و سپس با قلاب سنگ بیرون آمد و حالا به راه خود باز می‌گردد.
اما سدنا هرگز به چیزی که در منظومه شمسی شناخته شده است نزدیک نمی‌شود
که بتواند به آن عکس‌العملی بدهد.
نپتون نمی‌تواند مسئول باشد،
اما چیزی باید مسئولش بوده باشد.
این اولین بار از سال ۱۸۴۵ بود
که ما اثرات گرانشی یک چیزی در منظومه شمسی را دیدیم
و نمی‌دانستیم که آن چیست.
فکر کردم می‌دانستم جواب چیست.
البته می‌توانست یک سیاره غول پیکر دور در
منظومه شمسی بیرونی باشد،
اما تا این زمان، این ایده خیلی مسخره بود
و کاملا بی اعتبار بود
که من آن را خیلی جدی نگرفتم.
اما ۴.۵ میلیارد سال پیش
وقتی خورشید در پیله صدها ستاره دیگر شکل گرفت،
هر یک از آن ستاره‌ها
می‌توانست کمی بیش از حد به سدنا نزدیک شود
و آن را در مدار قرار دهد که امروز دارد.
زمانی که آن خوشه از ستارگان در کهکشان پراکنده شدند،
مدار سدنا به عنوان سابقه فسیل
از اولین تاریخ خورشید باقی ماند.
من از این ایده بسیار هیجان‌زده بودم،
با این تصور که ما می‌توانیم
به تاریخچه فسیلی تولد خورشید نگاه کنیم،
که من دهه بعدی را صرف
جستجو برای اشیا بیشتر با مدارهای مانند Sedna کردم.
در آن دوره ده‌ ساله، من صفر را پیدا کردم.
( خنده )
اما همکاران من، چاد تریولو و اسکات شپرد، کار بهتری انجام دادند
و اکنون چندین شی با مدارهای همانند سدنا پیدا کرده‌اند
که بسیار هیجان‌انگیز است.
اما حتی جالب‌تر از آن این است که
آن‌ها دریافتند که همه این اشیا
نه تنها در این مدارهای دور و دراز قرار دارند
بلکه یک مقدار مشترک از این پارامتر مداری مبهم را که
در مکانیک سماوی نشانه حضیض خورشیدی نامیده می‌شود ، به اشتراک می‌گذارند .
وقتی متوجه شدند که در بحث درباره حضیض خورشیدی جمع شده‌اند،
فورا بالا و پایین پریدند
و گفتند که این سیاره باید از یک سیاره بزرگ و عظیم بیرون بیاید،
که واقعا هیجان‌انگیز است، به جز این که هیچ مفهومی ندارد.
اجازه دهید با یک تشبیه توضیح دهم که چرا.
فردی را تصور کنید که از میدان عبور می‌کند
و ۴۵ درجه به سمت راست خود نگاه می‌کند.
دلایل بسیاری وجود دارد که ممکن است رخ دهد،
توضیح دادن، بسیار آسان است.
حالا تعدادی افراد مختلف را تصور کنید
که همگی در جهات مختلف از میدان عبور می‌کنند،
اما همه به ۴۵ درجه نسبت به مسیری که حرکت می‌کنند نگاه می‌کنند.
همه در جهات مختلف حرکت می‌کنند،
همه به جهات مختلف نگاه می‌کنند،
اما همه آن‌ها به ۴۵ درجه حرکت در جهت حرکت نگاه می‌کنند.
چه چیزی میتواند باعث چنین چیزی بشود؟
نمی‌دانم.
فکر کردن به هر دلیلی بسیار مشکل است.
( خنده )
و این اساسا چیزی است که خوشه‌ بندی
در بحث حضیض خورشیدی به ما می‌گوید.
دانشمندان به طور کلی گیج شده بودند و فکر می‌کردند که باید فقط یک اتفاق
و برخی مشاهدات بد باشد.
آن‌ها به ستاره شناسان گفتند،
«اندازه‌ گیری‌های بهتری انجام دهید.»
با این حال، من در واقع نگاهی دقیق به این اندازه‌گیری‌ها انداختم
و حق با آن‌ها بود.
این اشیا به طور کلی یک مقدار مشترک
از استدلال حضیض خورشیدی را به اشتراک می‌گذاشتند،
و نباید اینطور می‌بود.
چیزی باعث دردسر شده بود.
آخرین قطعه پازل در سال ۲۰۱۶ وارد شد،
زمانی که همکارم، کنستانتین باتگین،
که سه اتاق پایین‌تر از من کار می‌کند،
و من فهمیدیم دلیلی که همه گیج شده بودند این است که
استدلال حضیض خورشیدی تنها بخشی از داستان است.
اگر به این اشیا درست نگاه کنید،
همه آنها در واقع در یک فضا قرار گرفته اند و در یک جهت قرار دارند
و همه آن‌ها در یک جهت کج شده‌اند.
مثل این است که همه کسانی که در میدان هستند همگی در یک جهت حرکت می‌کنند
و همگی به ۴۵ درجه سمت راست نگاه می‌کنند.
توضیح دادنش آسان است.
همه به یک چیزی نگاه می‌کنند.
این اشیا در منظومه شمسی خارجی همگی نسبت به چیزی واکنش نشان می‌دهند.
اما چه چیزی؟
من و کنستانتین یک سال را صرف کردیم
تا توضیح دیگری به جز یک سیاره غول پیکر و دور افتاده در منظومه
شمسی بیرونی داشته باشیم.
ما نمی‌خواهیم نفرات ۳۳ و ۳۴ در تاریخ باشیم تا این سیاره را پیشنهاد کنیم
تا دوباره به ما بگویند که اشتباه کرده‌ایم.
اما بعد از یک سال،
واقعا هیچ انتخابی وجود نداشت.
ما نمی‌توانیم توضیح دیگری بدست بیاوریم،
جز اینکه یک سیاره دورافتاده،
و عظیم در مدار بلند،
نسب به بقیه منظومه شمسی وجود دارد،
که این الگوها را برای این اشیا
در منظومه شمسی خارجی اجباری می‌کند.
حدس بزنید چه سیاره دیگری مثل این است.
مدار عجیب سدنا را به یاد بیاورید،
این که چگونه به نوعی از خورشید در یک جهت دور شد؟
یک سیاره مانند این باعث می‌شود گردش مدار به طول روز بینجامد.
ما می دانستیم که دنبال چیزی بودیم.
پس این ما را به امروز می‌آورد.
ما اساسا سال ۱۸۴۵، پاریس هستیم.
(خنده )
ما اثرات گرانشی یک سیاره دور و عظیم را می‌بینیم،
و ما سعی داریم محاسبات را انجام دهیم
تا به ما بگوید کجا نگاه کنیم،
تا این سیاره را پیدا کنیم.
ما مجموعه‌های عظیمی از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری،
ماه‌ها محاسبات تحلیلی و
آنچه را که تاکنون انجام داده‌ایم، به شما بگویم.
اول، این سیاره که ما آن را سیاره نه می‌نامیم،
زیرا این همان چیزی است که هست،
سیاره نهم شش برابر جرم زمین است.
این چیزی کوچکتر از پلوتو نیست،
بیایید همه-درباره آن-چه-این سیاره-هست-یا نه-استدلال کنیم.
این پنجمین سیاره بزرگ در کل منظومه شمسی است.
برای زمینه سازی, اجازه دهید اندازه سیارات را به شما نشان دهم.
در پشت آن، شما می‌توانید مشتری بزرگ و زحل را ببینید.
بعد از آن‌ها، کمی کوچک‌تر، اورانوس و نپتون.
در گوشه, سیارات خاکی, عطارد، ونوس، زمین و مریخ.
شما حتی می‌توانید آن کمربند
شی‌های یخی را پشت نپتون که پلوتو عضو آن است
و شانس خوبی برای تشخیص آن هست ببینید.
و اینجا سیاره نه است.
سیاره نه بزرگ است.
سیاره نه خیلی بزرگ است،
احتمالا باید تعجب کنید که چرا هنوز آنرا پیدا نکرده‌ایم.
خب، سیاره نه بزرگ است،
اما واقعا خیلی دور است.
چیزی مثل ۱۵ برابر دورتر از نپتون.
و این باعث می‌شود که در حدود ۵۰،۰۰۰ بار ضعیف‌تر از نپتون باشد.
و همچنین، آسمان یک مکان واقعا بزرگ است.
ما در جایی که فکر می‌کنیم
به یک منطقه نسبتا کوچک از آسمان است محدود شده‌ایم،
اما با تلسکوپ‌های بزرگ نیاز داریم
تا چیزی را ببینیم که بسیار دور است
و این بسیار کم است، سال‌ها طول می‌کشد
تا این منطقه را بطور سیستماتیک پوشش دهیم.
خوشبختانه ما مجبور نیستیم.
درست مانند بووار که از ۹۱ سال قبل از کشف خود
از مشاهده اورانوس استفاده‌ نشده است،
من شرط می‌بندم که تصاویر ناشناخته‌ای وجود دارند
که مکان سیاره نه را نشان می‌دهند.
این یک اقدام محاسباتی عظیم
برای عبور از تمام داده‌های قدیمی
و انتخاب یک سیاره متحرک ضعیف خواهد بود.
اما در حال انجام هستیم.
و فکر کنم نزدیک می‌شویم.
پس من می‌گویم، آماده شوید.
ما قصد نداریم با لو وریه بازی کنیم
« پیش‌بینی کنیم،
سیاره را در یک شب که نزدیک
به جاییکه پیش‌بینی کرده بودیم، پیدا کنیم.
اما شرط می‌‌بندم که درطول چند سال آینده،
ستاره‌شناس در جایی
نقطه روشنی از نور را پیدا می‌کند،
به آرامی در آسمان حرکت می‌کند
و فاتحانه می‌تواند کشف یک سیاره جدید را اعلام کند،
و احتمالا آخرین سیاره واقعی
منظومه شمسی نیست.
متشکرم.
( تشویق )