0:00:01.000,0:00:04.100 讓我跟各位說一個[br]兩百年前的故事。 0:00:04.792,0:00:08.059 1820 年,法國天文學家[br]阿列西布瓦爾 0:00:08.083,0:00:13.309 幾乎成為人類史上[br]第二個發現某個行星的人。 0:00:13.333,0:00:18.299 他一直在用古老的星表[br]來追蹤天王星在夜空中的位置, 0:00:18.417,0:00:23.175 天王星並沒有完全依照[br]他預測的方式繞著太陽轉。 0:00:23.208,0:00:25.309 有時它會移動太快, 0:00:25.333,0:00:27.018 有時則是有點太慢。 0:00:27.042,0:00:30.427 布瓦爾知道他的預測是完美的。 0:00:30.792,0:00:34.059 所以問題一定是出在[br]那些古老的星表。 0:00:34.083,0:00:36.143 他告訴那時的天文學家: 0:00:36.167,0:00:38.330 「把測量做更好一點。」 0:00:38.625,0:00:39.893 他們真的做了。 0:00:39.917,0:00:42.059 接下來的二十年,天文學家 0:00:42.083,0:00:46.143 非常仔細地追蹤天王星[br]在天空中的位置, 0:00:46.167,0:00:49.715 但仍然不符合布瓦爾的預測。 0:00:49.875,0:00:52.018 到了 1840 年,事實變得很明顯。 0:00:52.042,0:00:55.101 那些古老的星表並沒有問題, 0:00:55.125,0:00:57.778 有問題的是預測。 0:00:57.980,0:00:59.805 且天文學家知道原因。 0:00:59.825,0:01:03.726 他們明白一定有個遙遠、巨大的行星 0:01:03.750,0:01:07.264 在天王星的軌道外面,[br]在那軌道上造成牽引力, 0:01:07.292,0:01:09.851 造成天王星有時會移動太快, 0:01:09.875,0:01:11.732 有時則會讓它減速。 0:01:12.625,0:01:14.861 在 1840 年,感覺一定很挫折, 0:01:14.881,0:01:18.184 看得到這個遙遠、巨大的行星[br]所產生的引力效應, 0:01:18.208,0:01:21.592 卻不知道要怎麼找到它。 0:01:21.980,0:01:24.376 相信我,那真的很讓人挫折。 0:01:24.396,0:01:25.559 (笑聲) 0:01:25.583,0:01:29.099 但在 1846 年,另一位[br]法國天文學家奧本 · 勒維耶, 0:01:29.167,0:01:33.094 運用數學計算找出方法[br]來預測該行星的位置。 0:01:33.208,0:01:36.184 他把他的預測交給柏林天文台, 0:01:36.208,0:01:38.995 他們打開了望遠鏡,就在第一晚, 0:01:39.050,0:01:42.786 他們發現了一個極微弱的光點,[br]緩慢地在天空中移動, 0:01:42.807,0:01:48.512 他們發現了海王星。它和勒維耶[br]預測的位置只差這麼一點點。 0:01:49.875,0:01:54.173 這個做出預測、[br]發現不一致、提出新理論、 0:01:54.207,0:01:57.476 成功發現的故事,實在非常經典, 0:01:57.500,0:02:00.393 勒維耶也因此成名, 0:02:00.417,0:02:03.143 讓大家都馬上想要如法炮製。 0:02:03.167,0:02:05.684 在過去一百六十三年間, 0:02:05.708,0:02:07.860 有數十位天文學家用了 0:02:07.890,0:02:11.279 某種他們宣稱的不一致, 0:02:11.333,0:02:15.641 來預測有某個新的行星[br]存在於太陽系中。 0:02:16.292,0:02:19.000 他們全錯了。 0:02:20.125,0:02:23.751 這些錯誤預測中最有名的[br]是帕西瓦爾 · 羅威爾的預測, 0:02:23.792,0:02:28.518 他深信在天王星和海王星之外[br]一定還有一個行星 0:02:28.542,0:02:30.383 影響那些軌道。 0:02:30.542,0:02:34.741 所以,1930 年羅威爾[br]天文台發現冥王星時, 0:02:34.792,0:02:39.226 大家都假設它一定是[br]羅威爾預測的那個行星。 0:02:39.250,0:02:41.269 他們錯了。 0:02:41.667,0:02:45.768 結果發現,天王星和海王星的位置[br]就是它們應該在的位置。 0:02:45.792,0:02:47.351 花了一百年的時間, 0:02:47.375,0:02:49.143 才證明布瓦爾是對的。 0:02:49.167,0:02:52.768 天文學家的確需要[br]把測量做得更好。 0:02:52.792,0:02:54.559 當他們真的做到時, 0:02:54.583,0:02:57.318 那些更好的測量證明了 0:02:57.792,0:03:02.583 並沒有其他行星在天王星[br]和海王星的軌道之外, 0:03:02.833,0:03:05.518 冥王星至少還要再大數千倍 0:03:05.542,0:03:08.184 才有可能影響到那些軌道。 0:03:08.208,0:03:10.773 所以,雖然後來發現冥王星 0:03:10.856,0:03:13.357 並不是原來所想的那個行星, 0:03:13.377,0:03:16.934 但這是第一次發現[br]我們現在所知的現象: 0:03:16.958,0:03:21.684 在行星之外的軌道上[br]有數以千計的小型、結冰天體。 0:03:21.708,0:03:24.221 各位在這裡所看到的是木星、 0:03:24.241,0:03:26.987 土星、天王星,和海王星的軌道, 0:03:27.167,0:03:30.184 地球則是在中間的小圓圈裡, 0:03:30.208,0:03:33.184 那圓圈裡還有太陽[br]及你所知和所愛的一切。 0:03:33.208,0:03:35.018 邊緣上的黃色圓圈 0:03:35.042,0:03:37.809 就是在行星之外的結冰體。 0:03:37.833,0:03:42.112 這些結冰體會被行星的[br]重力場給推開或拉近, 0:03:42.292,0:03:44.809 這些移動是完全可以預測的。 0:03:44.833,0:03:49.772 繞行太陽的所有東西都完全[br]依照它們應該的方式在繞行。 0:03:50.748,0:03:52.226 幾乎是所有東西。 0:03:52.250,0:03:54.069 2003 年, 0:03:54.333,0:03:56.226 我發現了當時 0:03:56.250,0:03:59.634 在太陽系中最遙遠的已知天體。 0:03:59.938,0:04:02.965 很難不看著遠方那孤獨的[br]天體,然後說,當然, 0:04:02.985,0:04:05.422 羅威爾錯了,海王星[br]之外沒有其他行星, 0:04:05.434,0:04:09.029 但這個,這可能是一個新的行星。 0:04:09.083,0:04:12.800 我們真正要問的是,它繞行[br]太陽時走的是什麼軌道? 0:04:12.897,0:04:16.421 它是否像行星一樣走圓形的軌道? 0:04:16.458,0:04:20.351 或者它只是這結冰體[br]所形成的冰帶中的一員, 0:04:20.375,0:04:24.434 先前被稍微向外拋出來,[br]現在它只是在回家的路上? 0:04:24.458,0:04:27.156 兩百年前在研究天王星時, 0:04:27.180,0:04:31.520 天文學家努力想要解答的[br]也正是這個問題。 0:04:31.625,0:04:35.393 在發現它的九十一年前,[br]有許多被忽略的觀察資料, 0:04:35.417,0:04:37.768 他們的做法就是使用這些資料 0:04:37.792,0:04:39.518 來推測出它的整個軌道。 0:04:39.542,0:04:41.559 我們沒有用到那麼早的資料, 0:04:41.583,0:04:46.184 但我們確實發現,十三年前[br]就有這個天體的觀察資料, 0:04:46.208,0:04:48.509 讓我們能想出它如何繞行太陽。 0:04:48.509,0:04:49.790 所以,問題是: 0:04:49.796,0:04:52.934 它和行星一樣[br]沿著圓形的軌道繞行太陽? 0:04:52.958,0:04:56.085 或者它和那些結冰體[br]一樣是在回程途中? 0:04:56.292,0:04:57.976 答案是, 0:04:58.000,0:04:59.268 皆非。 0:04:59.292,0:05:02.239 它有個非常巨大的細長軌道, 0:05:02.259,0:05:05.609 繞行太陽一圓要花一萬年。 0:05:06.022,0:05:10.090 我們將這個天體命名為賽德娜,[br]伊努伊特海洋女神的名字, 0:05:10.110,0:05:14.018 它一生都在冰凍的環境中,[br]這個名字也是在對這項特點致敬。 0:05:14.042,0:05:17.430 現在,我們知道賽德娜的體積[br]約是冥王星的三分之一, 0:05:17.458,0:05:22.238 它是海王星之外的那些結冰體中,[br]相對比較典型的一個。 0:05:22.375,0:05:26.226 相對比較典型,[br]但不包括它的怪異軌道。 0:05:26.252,0:05:30.658 你可能會看著這個軌道,說:[br]「繞行太陽要一萬年是很怪異。」 0:05:30.672,0:05:32.252 但那還不是怪異的部分。 0:05:32.282,0:05:34.292 怪異的是,在那一萬年中, 0:05:34.366,0:05:38.934 賽德娜完全不會接近[br]太陽系中的任何其他東西。 0:05:38.958,0:05:41.268 即使在它離太陽最近的點, 0:05:41.407,0:05:45.921 賽德娜和海王星的距離[br]也比海王星和地球的距離更遠。 0:05:47.042,0:05:49.184 如果賽德娜有這樣的軌道, 0:05:49.208,0:05:51.809 繞行太陽一圈就會[br]和海王星的軌道接觸一次, 0:05:51.833,0:05:54.747 那就會很容易解釋了。 0:05:54.875,0:05:57.222 那就只是在結冰體的區域中 0:05:57.242,0:06:00.052 以圓形軌道繞行太陽的天體, 0:06:00.079,0:06:02.832 有一次太靠近海王星, 0:06:02.852,0:06:05.999 因此被彈出去,[br]現在正在返回的途中。 0:06:07.333,0:06:12.059 但賽德娜從未接近過[br]太陽系中的任何已知的東西, 0:06:12.083,0:06:14.476 不可能造成那樣的彈射。 0:06:14.500,0:06:16.518 不會是海王星造成的, 0:06:16.542,0:06:19.031 但總是有成因。 0:06:19.667,0:06:22.431 那是 1845 年之後第一次 0:06:22.625,0:06:27.551 我們看到了在外太陽系的[br]某樣東西產生引力效應, 0:06:27.583,0:06:29.298 卻不知道它是什麼。 0:06:30.208,0:06:32.163 我曾經以為我知道答案。 0:06:33.105,0:06:34.261 的確, 0:06:34.281,0:06:38.411 它有可能是外太陽系[br]一個很遙遠、巨大的行星, 0:06:38.434,0:06:40.809 但,在這個情況中,[br]這個想法很荒謬, 0:06:40.833,0:06:43.967 且完全不足採信,[br]所以我並沒有認真看待它。 0:06:44.040,0:06:45.809 但,四十五億年前, 0:06:45.833,0:06:50.684 當太陽在數百個其他[br]天體的包裹之中形成時, 0:06:50.708,0:06:54.513 那些天體中的任何一個[br]都有可能太靠近賽德娜, 0:06:54.667,0:06:58.234 影響它,讓它進入[br]現今的這個軌道中。 0:06:58.667,0:07:02.559 當那群天體消散在銀河中, 0:07:02.583,0:07:05.046 賽德娜的軌道應該會變成 0:07:05.066,0:07:08.376 太陽最早歷史中的化石記錄。 0:07:08.875,0:07:10.684 這個想法讓我好興奮, 0:07:10.708,0:07:14.178 這表示我們可以去研究[br]太陽誕生的化石歷史, 0:07:14.327,0:07:18.773 因此我用接下來十年的時間,[br]去尋找更多軌道像賽德娜的天體。 0:07:18.833,0:07:22.268 在那十年間,我一個也沒找到。 0:07:22.292,0:07:23.309 (笑聲) 0:07:23.333,0:07:26.851 但我的同事,查德 · 楚基羅[br]及史考特 · 雪柏都做得比我好, 0:07:26.875,0:07:29.893 他們現在已經找到了好幾個[br]軌道類似賽德娜的天體, 0:07:29.917,0:07:31.492 超級讓人興奮。 0:07:31.708,0:07:33.232 但,更有趣的是, 0:07:33.256,0:07:36.018 他們發現,所有這些天體 0:07:36.042,0:07:39.934 不僅是在遙遠、細長的軌道上運行, 0:07:39.958,0:07:45.309 它們複雜的軌道參數都有相同的值, 0:07:45.333,0:07:49.563 在天體力學中,我們把這個[br]參數稱為「近日點輻角」。 0:07:50.040,0:07:53.880 當他們發現這些近日點輻角[br]都差不多時,馬上手舞足蹈, 0:07:53.900,0:07:56.961 認為一定有個遙遠、[br]巨大的行星存在, 0:07:56.981,0:08:01.059 這真的很讓人興奮,[br]只是,完全不合理。 0:08:01.083,0:08:03.601 讓我試著用比喻來解釋為什麼。 0:08:03.625,0:08:06.934 想像一個人走在一個廣場上, 0:08:06.958,0:08:10.292 看向他的右邊四十五度方向。 0:08:11.125,0:08:14.399 可能有很多理由,[br]超容易解釋,沒什麼。 0:08:14.621,0:08:16.976 現在,想像很多不同的人, 0:08:17.000,0:08:20.269 都在廣場上朝不同的方向行走, 0:08:20.917,0:08:24.184 但都看向他們行進[br]方向的四十五度。 0:08:24.208,0:08:26.226 大家行進的方向不同, 0:08:26.250,0:08:28.160 大家都看向不同的方向, 0:08:28.232,0:08:31.726 但他們看的都是[br]行進方向的四十五度。 0:08:31.750,0:08:34.036 這種現象背後的成因會是什麼? 0:08:34.917,0:08:36.184 我不知道。 0:08:36.208,0:08:39.934 很難想出任何理由[br]會造成這種現象。 0:08:39.958,0:08:41.309 (笑聲) 0:08:41.333,0:08:46.034 基本上,這就是一堆[br]相近的近日點輻角 0:08:46.078,0:08:47.601 告訴我們的事。 0:08:47.625,0:08:49.132 科學家很受挫, 0:08:49.152,0:08:52.559 他們認為一定是僥倖[br]及不佳的觀察值造成。 0:08:52.583,0:08:54.351 他們告訴天文學家: 0:08:54.375,0:08:56.420 「把測量做更好一點。」 0:08:56.792,0:09:00.893 不過,我非常仔細地研究過[br]這些測量值,它們是對的。 0:09:00.949,0:09:03.101 這些天體真的都有同樣的 0:09:03.125,0:09:05.601 近日點輻角值, 0:09:05.625,0:09:07.018 但不應該如此。 0:09:07.042,0:09:09.250 背後一定有原因。 0:09:11.125,0:09:15.434 拼圖的最後一片在 2016 年出現, 0:09:15.458,0:09:17.976 康斯坦丁 · 巴蒂金是我的同事, 0:09:18.000,0:09:20.293 他的辦公室就在附近, 0:09:20.327,0:09:23.268 我明白,大家都受挫的原因 0:09:23.292,0:09:27.870 是因為近日點輻角[br]只是故事的一部分。 0:09:28.042,0:09:29.931 如果用對的方式來看這些天體, 0:09:29.954,0:09:34.184 它們在太空中排成一排,[br]朝向同樣的方向, 0:09:34.208,0:09:37.934 它們在太空中,[br]都朝同樣的方向傾斜。 0:09:37.958,0:09:42.309 那就好像在廣場上的那些人[br]都朝同樣的方向行進, 0:09:42.333,0:09:45.293 且都看向右邊四十五度。 0:09:45.792,0:09:49.388 那就很容易解釋。[br]他們都在看某樣東西。 0:09:49.583,0:09:53.834 在外太陽系的這些天體[br]都受到某樣東西影響。 0:09:55.000,0:09:56.726 但,那東西是什麼? 0:09:56.750,0:09:59.726 康斯坦丁和我花了一年時間, 0:09:59.750,0:10:02.845 想要找出一個不同的解釋, 0:10:02.907,0:10:05.851 不是在外太陽系中有個[br]遙遠、巨大的行星。 0:10:05.875,0:10:09.779 我們並不想要成為[br]第三十四及三十五位 0:10:09.819,0:10:13.667 提出這個行星存在[br]又被告知弄錯了的人。 0:10:14.792,0:10:16.559 但,一年後, 0:10:16.583,0:10:20.005 真的沒別的選擇。[br]我們想不出其他解釋, 0:10:20.083,0:10:24.093 唯一的可能就是有個[br]遙遠、巨大的行星, 0:10:24.117,0:10:25.836 沿著細長的軌道運行, 0:10:25.876,0:10:27.976 傾斜向這個太陽系的其他部分, 0:10:28.000,0:10:32.383 迫使形成這些外太陽系天體的模式。 0:10:32.792,0:10:34.934 猜猜這樣的行星還會做什麼? 0:10:34.958,0:10:36.809 記得賽德娜的奇特軌道嗎? 0:10:36.833,0:10:39.228 它好像是被拉離太陽[br]朝向一個方向行進。 0:10:39.422,0:10:43.518 這樣的行星會一直產生那樣的軌道。 0:10:43.542,0:10:45.663 我們知道我們有些眉目了。 0:10:45.875,0:10:48.851 這就把我們帶到現今。 0:10:48.875,0:10:53.059 基本上,我們是 1845 年的巴黎。 0:10:53.083,0:10:54.268 (笑聲) 0:10:54.292,0:10:59.601 我們看到遙遠、巨大的行星[br]造成的引力效應, 0:10:59.625,0:11:03.531 於是我們試著計算出往哪裡尋找, 0:11:03.531,0:11:06.153 把望遠鏡轉向哪個方向,[br]才能找到這個行星。 0:11:06.208,0:11:08.583 我們做過大量的電腦模擬, 0:11:09.292,0:11:11.226 投入無數個月做分析計算, 0:11:11.250,0:11:13.809 目前,我能告訴各位的是: 0:11:13.833,0:11:17.018 第一,我們把這個行星[br]稱為第九行星, 0:11:17.042,0:11:19.625 因為它就是第九個, 0:11:20.750,0:11:24.018 第九行星的質量是地球的六倍。 0:11:24.042,0:11:28.275 這並非「它比冥王星小一點,[br]還要爭論它是不是行星」的情形。 0:11:28.295,0:11:32.129 這是我們整個太陽系中[br]第五大的行星。 0:11:32.375,0:11:36.018 為了說明起見,先讓各位[br]看一下這些行星的大小。 0:11:36.042,0:11:39.370 在後面,可以看到[br]巨大的木星和土星。 0:11:40.208,0:11:42.851 在它們旁邊的是天王星[br]和海王星,比較小一點。 0:11:42.875,0:11:46.352 在上面角落的是類地行星,[br]水星、金星、地球、火星。 0:11:46.376,0:11:50.867 甚至可以看到海王星外面的[br]結冰體帶,冥王星也是其中一員, 0:11:50.917,0:11:52.775 猜猜是哪一個,祝好運。 0:11:52.799,0:11:55.215 這是第九行星。 0:11:56.583,0:11:58.675 第九行星很大。 0:11:59.042,0:12:02.786 第九行星大到你應該要納悶[br]我們為什麼還沒找到它。 0:12:02.958,0:12:06.402 嗯,第九行星很大,[br]但它也非常非常遠。 0:12:06.507,0:12:11.059 它的所在可能比海王星[br]還要遠十五倍。 0:12:11.083,0:12:14.351 那就表示它比海王星[br]還要微弱五萬倍。 0:12:14.375,0:12:17.309 此外,天空真的很大。 0:12:17.333,0:12:21.879 我們已經把它可能的所在範圍縮小[br]成天空中相對很小的一塊區域, 0:12:22.042,0:12:23.934 但我們仍然要花數年的時間 0:12:23.958,0:12:26.309 才能系統性地找完[br]天空中的那個區域, 0:12:26.333,0:12:28.005 還得使用很大的望遠鏡 0:12:28.005,0:12:31.418 才能夠看到那麼遙遠、[br]那麼微弱的行星。 0:12:31.418,0:12:34.374 幸運的是,我們可能不用這麼做。 0:12:34.688,0:12:36.939 就像布瓦爾使用 0:12:36.949,0:12:39.665 當時仍未被發現的天王星 0:12:39.695,0:12:42.441 之前 91 年的資料, 0:12:42.441,0:12:46.184 我敢說一定有些未被承認的影像 0:12:46.208,0:12:49.262 可以顯示出第九行星的位置。 0:12:50.000,0:12:53.059 這勢必要用到非常大量的計算, 0:12:53.083,0:12:55.393 才能分析完所有的舊資料, 0:12:55.417,0:12:58.673 並挑出那一個微弱的移動行星。 0:12:59.292,0:13:00.610 但我們在進行了。 0:13:00.620,0:13:02.976 我認為我們快成功了。 0:13:03.000,0:13:05.518 所以,我要說的是,準備好。 0:13:05.542,0:13:09.066 我們比不上勒維耶的 0:13:09.076,0:13:10.809 「做一個預測, 0:13:10.833,0:13:14.786 一個晚上就在離預測位置[br]不遠處找到行星」的記錄。 0:13:14.958,0:13:18.610 但我敢說,在接下來幾年內, 0:13:18.917,0:13:21.309 某地的某個天文學家 0:13:21.333,0:13:23.559 會發現有一個微弱的光點 0:13:23.583,0:13:25.851 緩慢地在天空中移動, 0:13:25.875,0:13:29.514 並洋洋得意地宣佈[br]他真的在我們的太陽系中 0:13:29.548,0:13:33.737 發現了一個新的行星,[br]且很可能還有其他的行星存在。 0:13:34.167,0:13:35.434 謝謝。 0:13:35.458,0:13:39.083 (掌聲)