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宇宙十大行星之最:火星、冥王星、木星悉数上榜

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-08-27

作为宇宙中渺小的一份子,人们一直在探索,想要更多地了解宇宙真实的样子,迄今为止我们已经发现了宇宙中存在的大多数行星,在这些行星中有那么几颗最为突出,有不少天文爱好者非常迷恋这些行星,今天小编便来为大家盘点宇宙十大行星之最:火星、冥王星、木星悉数上榜,带着你的好奇心一起看一看吧。

宇宙十大行星之最

1.“M4”的星团内行星

这是位于M4球状星团核心区域内的一颗行星,于2003年被发现,寿命达127亿年,这是人类已知的最古老的一颗行星,一颗气壮行星与木星大小相似,寿命大约是地球和其他所有已知行星的两倍。

2.金牛座内行星

这个于2004年被美国航天航空局发现的,位于距离地球约420光年金牛座中的行星,根据相关研究,这颗形成的时间仅有不到一百万年,是目前人类已知的形成最晚的一颗行星,人们目前所发现的所有系外行星中平均年龄都在10亿岁以上。

3.火星

火星这颗地表被赤铁矿所覆盖的太阳系八大行星之一,是因拥有太阳系最大的奥林帕斯山、最大的峡谷水手号峡谷的太阳系里四颗类地行星之一,目前在各类影视节目中不断地出现与火星相关的题材,各国也不断发射探测器对火星进行探测。

4.冥王星

冥王星这颗位于柯伊伯带中的矮行星,是人们发现的第一颗柯伊伯带提案提、第一颗类冥天体,也是有着7.057×10⁹ km³体积的体积最大的外海王星天体,目前人类已发现的冥王星卫星共有五颗,2015年还由美国宇航局发射了首颗造访冥王星的探测器—新视野号探测器。

5.“TrES-4”

这颗距离地球约1582光年,位于武仙座内的行星,是一组国际合作的天文团队利用凌日法发现的已知的体积最大、密度最低的系外行星,因这颗行星因外层大气向外扩张,会被母星的恒星风吹成慧尾状的气体尾。

6.“581c”

这颗与2007年4月25日发现在天秤座内的行星,是有着5.5倍地球质量、1.5倍地球大小的人类发现的首颗可能适合人类居住的类地行星,而这个行星与红矮星之间的距离大约是地球与太阳距离的十四分之一。

7.金星

进行时太阳向外的第二颗行星,公转周期为224.7天的太阳系八大行星之一,是由着-4.7等视星等的夜空亮度仅次于月球的第二亮天体,是距离地球最近的一颗行星,地表462摄氏度的平均温度也成为太阳系中最热的一颗行星。

8.“OGLE-TR-56b”

这颗于2003年被美国天文学家发现的行星,是人类已知最遥远的行星,距离地球约5000光年,而这颗有着较高公转速度的行星,在这上面的一年相当于地球上的29天,离母星的距离,大约是水星与太阳之间距离的十四分之一。

9.“HAT-P-2b”

这颗位于武仙星座内,质量为木星8倍的行星,于2007年用HATNet小型天文望远镜观测系统勘测到,距离地球大约是440光年,而这颗与母星距离较短的行星,仅为地球到太阳距离的7%。

10.木星

木星这个距离太阳第五近的行星,在我国最早见于《史记·天官书》中,并且也是拥有79颗卫星,视星等最高可达-2.94等的太阳系中体积最大的行星,其中最大的一颗卫星是木卫三,直径甚至大过水星。


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

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