冥王星曾披星戴月，跻身太阳系九大行星之列，然而却在一场严格的审判中失去光环，被逐出大行星行列，沦为矮行星。
但是这并未使冥王星黯然失色，它如同一位被贬谪的王子，始终未曾淡出人们的视野。
冥王星被发现
在19世纪，人们对于太阳系的认知还停留在八颗行星上。
然而，这颗被命名为海王星的行星，却成为了人们探索宇宙的一大突破。
实际上，海王星并不是被直接观测到的，而是通过数学计算和推理得出的。
当时，法国天文学家勒维耶观察到天王星偏移了原来的轨道，这种“差错”表明它受到其他天体的引力影响。
经过仔细计算，勒维耶推测出在天王星的外围应该还有一颗未被发现的行星。
他将这一推断告知了柏林天文台的约翰·加勒，请求他协助进行观测搜寻。
不出所料，加勒和他的学生海因里希在1846年成功发现了这颗新行星的踪迹。
经过周密的测量，科学家们惊奇地发现这颗行星的位置与勒维耶预测的位置仅相差1°。
这种偏差尽管微乎其微，几乎可以视而不见，但却具有重大的科学意义。
海王星的发现方式引起了人们的极大关注，因为它成为了第一颗先通过数学计算得到位置、再利用望远镜观察真实的行星，因此海王星被称为“笔尖上的行星”。
冥王星的神奇之处
自冥王星被发现以来，人类对这颗矮行星的好奇心就从未停止过。
最近，美国航空航天局公布了一组引人注目的新数据，来自其新视野号探测器。
这些数据表明，在冥王星上可能存在很多冰火山，这些冰火山由放射性元素衰变提供能源，这个发现无疑激发了科学家们对这颗矮行星的浓厚兴趣。
在新视野号拍摄的画面中，科学家们发现了一对离冥王星南极非常近的环形山脉，在这两个山脉的中心位置，存在着大量的洼地，这种结构和地球上火山口类似。
然而，与地球火山爆发喷发岩浆不同，科学家们推测冥王星的火山流出的可能是冰水，这一推测源于冥王星形成过程中遗留的放射性元素衰变所释放的能量。
目前，科学家们在冥王星上发现的可能为冰火山的山脉有两个，一个是Wright Mons，高度约为1.6万英尺；
另一个为Picard Mons，高度为2万英尺左右。
为何冥王星被除名
2006年，国际天文学联合会对行星的定义进行了修订，将冥王星逐出了行星队伍。
根据新的行星定义，行星必须满足三个条件：一是环绕太阳运行，二是具有足够的质量呈球形或近似球形，三是具有足够的引力。
然而，冥王星只满足了前两个条件，因此并未符合行星的定义。
事实上，对于行星的定义，历史上从未有过一个简单而又统一的标准，但这并未妨碍科学家们对行星的理解和探索。
随着科学技术的不断进步，人类对太阳系的认知也在不断深化。
1992年，科学家们在距离太阳很远的地方发现了十分之一冥王星大小的天体，这个区域的温度远低于结冰点。
随后，科学家们陆续发现了超过2000个类似的天体。
这些天体的发现让天文学界开始重新审视行星的定义。
2005年，美国科学家布朗在柯伊伯带中发现了一个比冥王星还要大的天体——齐娜星。
如果按照传统的行星定义，齐娜星甚至比冥王星还要大，理应成为太阳系的第十大行星。
但是，如果齐娜星是由太阳系形成后的剩余物质形成的一个含冰天体，那么它就不能被称为行星。
因此，这也引发了人们对行星定义的进一步讨论。
2006年8月24日，经过激烈的争论后，国际天文学联合会决定将冥王星和齐娜星都排除在行星行列之外。
最终，太阳系行星的数量由九颗降为八颗。
这一决定意味着，行星的定义并非单一而又简单的，而是需要考虑到多个因素的综合结果。
尽管如此，这并未阻止科学家们对行星的探索和研究的热情。
我们还能找到第九大行星吗
自冥王星被踢出局后，寻找第九大行星的任务变得更具挑战性。
虽然人类尚未发现第九行星存在的确凿证据，但这并不意味着它不存在。
许多天文学家仍在执着地探寻各种可能存在的线索。
部分科学家认为第九行星确实存在，但要找到它却并非易事。
如果第九行星真的存在于外太阳系中，它的距离必定遥远，亮度也极低，直接观测到它将是极具挑战性的。
同时，要通过数据计算发现它的存在，需要观测精度极高且长时间的观测数据作为支撑。
为了证明第九行星存在的可能性，各种观点层出不穷，但这也引发了关于第九行星的激烈争论。
这场争论不仅让我们对外太阳系更加关注，还让我们深入思考第九行星存在的意义。
如果我们有幸找到第九行星，那将是一项令人惊叹的发现；
如果未能找到，我们则需要认真解释那些异常现象。
但无论结果如何，我们都已经从这次争论中收获良多。
量子信息+熵，能解释宇宙的演化吗
热力学第二定律，也许是物理里最根本的几条原理之一。它说，一个系统的熵只会随时间增加，不会减少。
这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。
熵，说白了就是无序的程度：熵越低，结构越有序；熵越高，越散乱。
糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉，背后都是熵在增加。
人们相信，宇宙的演化也遵循这条定律。
宇宙早年处于低熵状态，一路演化到高熵。
可就在这个过程中，宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。
星系的熵很低，却是在一个高熵的环境里形成的。
这看起来像是在违反第二定律。
这个存在已久的矛盾，正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。
引力、熵与量子信息的交织，是比安科尼理论的视觉主题（图片来源：Physics World） 在爱因斯坦的广义相对论里，有个叫"度规"的数学对象，描述时空是怎么弯曲的；物质沿着这条弯曲走，就表现成了引力。
而在量子力学里，"算符"是对量子态做变换的数学工具。
比安科尼的关键一步，就是把这个"度规"当成量子算符来用，用量子化的方式描述时空的几何。
这样一来，会冒出两个"度规"：一个是"真实"的时空度规，一个是由物质和能量诱导出来的度规。
两者之间"差多少"，用量子信息论里的一个量来度量，叫量子相对熵。
正是这两个几何之间的量子相对熵，决定了时空怎么演化——换句话说，它给出的运动方程，就是引力。
在低曲率极限下，这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。
可一旦超出这个极限，方程就得被一个叫"G场"的对象修正。
G场生出一个暗能量项，而且是动态的。
暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西；在标准广义相对论里，它由静态的宇宙学常数驱动。
现在冒出一个动态的暗能量项，就有了被实验检验的机会。
比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）宇宙模型上。
这是广义相对论对宇宙行为的一级近似，假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。
膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质，或辐射。
宇宙膨胀时，体积变大，总熵也跟着变大。
但正因为体积涨得更快，单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。
总熵在涨，局部熵密度却在降，这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。
那这算不算违反第二定律？比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵：要把熵密度在整个时空区域上积分，而因为体积随时间变大，总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。
所以对辐射主导和物质主导的宇宙，总熵依然随时间增加，第二定律照样成立，尽管局部熵密度在下降。
比安科尼强调，GfE 理论还很年轻，需要实验来验证。
但这项工作揭示了它内在的热力学本质，为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述，也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。
引力，也许并不是什么神秘的基本力，而只是信息与熵的必然结果。
若真如此，宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命，答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。
来源：S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究：G. Bianconi, Physical Review D.
追踪13.4万亿个暗物质！百亿亿次超算用4天完成这场模拟
科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称，该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机，完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。
这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀，并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。
左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图；右图外圈显示宇宙微波背景辐射，扇区分别展示视线速度（红/蓝）、物质密度（灰）和引力势（绿/蓝）。
图片来源： 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为，极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。
这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度，留下微小的密度差异；随后，引力把这些差异不断放大，最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。
然而，暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。
通过研究物质在宇宙中的分布，有望找到更多线索，探索宇宙最早期的秘密。
暗物质无法被望远镜直接看见，却凭借引力主导星系形成，并塑造更大尺度的宇宙结构。
在模拟中，暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”，团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。
标准宇宙暴胀模型预测，早期宇宙的密度涨落服从高斯分布，也就是最简单的一类随机模式。
科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差，即“原始非高斯性”。
一旦发现可测量的偏差，就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程，从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。
然而，这类信号极其微弱，还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积，统计不确定性难以完全消除。
因此，探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。
而如此规模的模拟对算力要求极高。
团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。
模拟及大部分数据分析约4天完成，目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。
这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目，包括美国能源部支持的暗能量光谱仪（DESI）和NASA的SPHEREx任务，两者目前均处于数据采集阶段。
模拟与前沿观测相互印证，将共同描绘出更为精细的宇宙图景，推动人类对宇宙起源与演化的探索。
来源：科技日报
