拥有一颗属于自己的小行星？谁发现谁就有提名权

　今年小行星有点火：先是微信朋友圈被一条有关小行新星命名仪式的新闻刷屏，不过，新闻中小行星的风头被中国帅哥、油田技术专家王德民院士抢了风头；

然后是NASA的小行星狩猎飞船NEOWISE开始向人类回传收集到的第二年的小行星数据；

之前不久，卢森堡又宣布了自己的太空计划：将与美国两家公司合作，于2020年对小行星进行资源采集。

你还需要百度什么是小行星吗？本文不仅告诉你什么是小行星，还告诉你秘籍：如何合法地拥有一颗属于自己的小行星。

　　人类很早就认识到行星与恒星的区别，在诸多文明的天象观测中，已经分别有了水星、金星、火星等行星的记录，日心说的地位确定之后，人们认识到地球也是太阳系的行星之一。

1781年，威廉?赫歇尔通过望远镜发明天王星，人类已经认识到了太阳系的七大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星，它们都围着太阳转，离太阳的距离依次从近到远。

　　在天王星被发现之前，一位叫提丢斯的德国教授对各行星与太阳的距离产生了兴趣：如果把地球与太阳之间的距离定义为1个单位的话，水星到太阳的距离大约是0.4，金星是0.7，火星是1.6，木星是5.2，土星是10。

柏林天文台台长约翰?波德更进一步，他用公式表示了这个数列： 　　行星与太阳之间的距离D=0.4+0.3*2n，其中n依次取值为-∞，0，1，2，…… 　　这个经验公式被称为提丢斯-波得定则。

　　后来，赫歇尔通过望远镜发现的天王星，正是在取n值为6的距离轨道上，说明这个经验公式仍然有效。

但是，细心的人们早就发现，当n取值为4的时候，即距离太阳为2.8个天文单位的位置，竟然是空缺的！ 　　按照距离来排序，2.8天文单位距离排行第五，这个神秘的第五行星难道是隐形的？1772年，约翰?波德预测在这个位置存在一个行星，然后天文学家们对这个区域进行仔细搜索，一番忙碌之后，终于得到结论：真的没有发现行星！ 　　这颗消失的行星究竟去了哪里？是隐形了，还是打开望远镜的方式不对？或者行星太小，即使是借助望远镜，人类也看不见？ 　　1801年，一位年轻的哲学家黑格尔用相当快的速度刷了一篇博士论文《论行星的运转》，对，就是那个写《精神现象学》和《哲学全书》的大哲学家，没错，人家还关心自然哲学。

博士论文的篇幅并不长，在他看来，天文学家在火星与木星之间对第五行星的搜索，从哲学上讲是没有意义的。

从哲学来讲，在这个位置不需要存在什么行星。

　　然而世界变化很快。

实际上在1801年的第一天，天文学家皮亚齐在西西里岛的天文台已经观测到一颗在现有星图上不存在的星，然后接下来又连续观察到这颗神秘的星24次，他把这个情况写信报告给天文台，但外界尚不知道此事。

直到过了很长时间，天文台才收到皮亚齐的来信，但根据他的信息，却已经不知道那颗星运动到哪里去了，大家都观测不到。

　　哲学家和天文学家之后的关键时刻，数学家出手了。

高斯，就是从小就会简便算法算一百以内所有整数加法(这事真的假的？)的天才少年，根据皮亚齐公布的信息，他用纸和笔算了一个结果，送给了天文台，然后，在1801年的最后一天，天文学家就在高斯算出的位置附近重新发现了这颗星。

是年，高斯24岁。

　　这颗行星被命名为谷神星，到太阳的距离正好是2.8个天文单位！人们终于可以欢呼"消失的第五行星"终于找到了。

但是很快，天文学家在这个区带发现了越来越多的小天体。

它们的共同特征是体积远小于太阳系已有的行星，而且数量越来越多，它们最终被称为小行星。

位于火星与木星之间的那块空旷但充满大量小行星的区域，被称为小行星带。

　　早期的小行星主要借助望远镜观察，照相技术出现之后，人类寻找小行星的速度得到了极大提高：对小行星带进行长时间曝光，保持恒星的位置不变的情况下，运动中的小行星会在照片上表现为一条线。

二十世纪末期，CCD照相技术用于搜索之后，被发现的小行星数量更是快速增长。

到目前为止，人类在太阳系中总共发现超过100多万颗小行星，超过90%都分布在火星和木星之间的小行星带。

　　可是，这小行星和我们有什么关系呢？一百多万颗啊，前面提到的国家卢森堡总人口才五十多万，可是每人分两颗都还剩不少呢！ 　　人类刚开始发现小行星的时候，非常兴奋地像行星一样命名，而且通常用希腊和罗马神话中女神的名字，男神名字仅用于不在轨的异常小行星。

但是，人们很快就发现神话人物的名字不够用了。

于是，就得有个专门的命名规则，以及一个权威的命名机构，这就是国际天文学联合会(International Astronomical Union ，IAU)小天体命名委员会(Committee forSmall Body Nomenclature，CSBN)。

　　如果一个天文观测机构或者天文爱好者，发现一颗新的小行星，可以向小天体命名委员会提交有关信息，该小行星获得一个临时名称，在接下来的一段时间，如果仍然能够在四次回归周期中观测到准确的轨道，就可以获得国际永久编号，通过《国际小行星通报》公布出来。

　　小行星的命名，遵照谁发现谁拥有提名权的规则，一般授予在某一领域里有突出贡献的人物，或者机构，或者地名，或者事件，或者其他发现者愿意的对象。

1928年，年轻的张钰哲在美国留学期间，发现了1125号小行星，后来将其命名为"中华"，这是中国人发现的第一颗小行星。

　　1949年之后，张钰哲在中国科学院紫金山天文台组织进行小行星观测，到上世纪八十年代中期，已经发现了一百多颗永久命名的小天体；

上世纪九十年代中期，中国科学院北京天文台利用施密特CCD系统进行小行星巡天和观测研究，短短几年就发现近百颗永久命名的小行星。

这些小行星的发现机构紫金山天文台和北京天文台，就拥有了命名提名权。

　　但是，对于政治或者军事人物，必须在去世一百年之后，才能被命名。

现在我国获得小行星命名的人物，以著名科学家居多，祖冲之、张衡等自不必说，李政道、茅以升、陈景润、袁隆平等，都有以他们命名的小行星。

　　所以，科学青年们，现在知道如何合法地拥有一颗属于自己的小行星了吗？加油！

引力弹弓不用遵守能量守恒定律？为什么绕着行星转一下可以加速？

核废料是人类长期面临的一大难题，它数量庞大，其危险性会持续数万年之久，而人们至今仍未真正找到妥善处置的办法。

既然如此，为什么不干脆用火箭把核废料送上太空，直接扔进太阳里烧掉呢？ 这个设想看似简单直接，但仔细分析就会发现问题重重。

首先，把核废料装上火箭本身就极其危险。

火箭在发射过程中偶尔会发生爆炸事故，一旦装载核废料的火箭在升空时爆炸，就会瞬间变成一枚威力巨大的"脏弹"，把放射性物质散布到广阔区域，后果不堪设想。

不过，除了发射风险之外，还有一个更为根本的原因——想要真正把物体送进太阳，其实非常非常困难。

乍看上去，飞向太阳应当是件容易的事，毕竟太阳的引力一直在把万物往它那里拉。

然而事实并非如此。

地球以及地球上的一切物体，都在以极高的速度绕着太阳做侧向运动。

当我们朝太阳"下落"的同时，也在以惊人的横向速度从它旁边掠过，结果就是一次次与太阳擦肩而过。

要想真正撞进太阳，就必须把这种侧向速度降下来，让飞行器不再横着飞。

而且这种减速必须彻底——只要还残留哪怕一点点侧向速度，飞行器就会与太阳失之交臂，绕着它兜一圈甩出去，而不是一头栽进去。

那么，需要把速度降低多少呢？ 地球连同地球上的一切，都在以大约每秒30公里的速度围绕太阳运行。

这意味着，要让飞行器停止绕日运动、直接坠入太阳，就必须让它相对于地球以每秒30公里的速度向后加速，才能抵消这份公转速度，实现"太阳跳水"。

而且必须减到几乎为零，一点都不能剩。

每秒30公里究竟有多快？做个对比就一目了然。

从地球轨道出发，只需要比地球再快约每秒11公里，就足以彻底摆脱太阳的引力束缚，飞出整个太阳系。

换言之，把飞行器送出太阳系，比让它撞进太阳还要容易得多。

这一点值得再重复一遍：从能量消耗的角度看，前往其他恒星所需要的加速度，竟然比抵达身边这颗太阳还要小。

听起来匪夷所思，但事实确实如此。

而事情还可以变得更加违反直觉。

由于天体引力的强弱与距离密切相关，物体离太阳越近，所在轨道就越小，绕太阳的公转速度也就越快。

以太阳系的行星为例，水星绕太阳一圈的速度大约是地球的一点五倍，而遥远的冥王星速度只有地球的六分之一。

这就带来一个有趣的推论：从水星出发反而比从地球出发更难撞进太阳，尽管水星离太阳近得多。

原因在于，要在水星轨道上停下来，飞行器需要以每秒48公里的速度向后加速，比在地球轨道上所需的每秒30公里还要大得多。

相反，从冥王星轨道出发反而轻松得多——只需要以每秒5公里的速度反向加速，就足以让飞行器摆脱缓慢的公转速度，径直坠入太阳。

正因为如此，如果单纯依靠火箭动力来完成撞日任务，最高效的做法反倒是先把飞行器送到外太阳系去。

因为在外太阳系公转速度大幅降低，随后再进行第二次点火，抵消掉那微弱的横向速度，飞行器就能沿着近乎笔直的路径直接落向太阳。

这也正是美国国家航空航天局早期在规划太阳探测任务时，之所以曾提出让探测器先飞往木星轨道的原因——绕道外太阳系反而更容易减速、更容易接近太阳。

不过，任务规划人员最终并未采用这一方案，而是选择让探测器多次借助金星的引力弹弓效应逐步减速，从而节省宝贵的燃料，一步步靠近太阳。

至于引力弹弓具体是如何运作的，那就是一个值得单独展开的话题。

它是人类发射太空探测器时经常会使用到的一种加速方式，简单来讲，这种方式能够利用行星的引力把探测器"甩"出去，从而为探测器提供额外的速度。

借助这一手段，探测任务所需要的燃料和飞行时间都能被大幅压缩，因此几乎成了深空探测的标配技术。

不过，如果对这个过程稍作推敲，就会发现它并不像"绕一圈就加速"那样简单。

在多数人的印象中，引力弹弓的画面大致是这样的：探测器首先朝着某颗行星飞近，然后被行星的引力抓住、绕着它转上一圈，等到被甩出来的时候，速度就比进入时更快了。

听起来顺理成章，可只要多想一步，就会隐隐觉得有点不对劲。

问题的关键在于能量守恒。

当探测器靠近行星时，行星的引力做正功，探测器会被加速；可当它绕过近拱点、再从行星旁边远离时，同一份引力又会做负功，把刚刚获得的动能重新拉回去。

一进一出、加加减减，探测器相对于行星的速度理应回到原点，怎么会平白多出一截呢？ 真正让这个"魔术"成立的，是参考系的切换。

相对于行星本身，探测器的速率进出确实几乎不变，弹弓过程只改变了它的飞行方向；但相对于太阳来说，行星本身也在高速公转，探测器借用的其实是行星绕日运动的那份动能。

行星在把探测器"甩"出去的同时，自身的公转速度会被极其微弱地拖慢一点，只不过行星的质量远远大于探测器，这份损失小到根本无法察觉。

所以，引力弹弓从来没有违反能量守恒定律，它只是把行星公转的动能借了一小勺给探测器。

理解了这一点，再回头看撞日任务为何要反复利用金星减速，也就顺理成章了——同样是引力弹弓，一次次借用行星的动量，就能把公转速度这道最难迈过去的坎，一点点悄悄磨掉。

一光年有多远？人类探测器飞了50年，才飞了一光天？

一光年到底有多远？为什么人类的探测器飞了快五十年，却连这段路的百分之一都没走完？ 更扎心的是，就算你真的飞到一光年外，也还没到最近的另一颗恒星。

你甚至可能还在太阳系外围，连这片家门口的荒地，都没有彻底穿过去。

你肯定听过答案：一光年，大约九万四千六百亿公里。

可这个数字太大了。

多念一个零，少念一个零，对你的感觉几乎没有区别。

所以这一次，我们换一把尺子。

把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球，放在你面前。

地球跟着缩小，只剩一粒细沙那么大。

你把它放到距离玻璃球两米七的位置，地球轨道就摆好了。

接下来往外走。

走过木星、土星，一直走到八十多米外，你终于放下海王星。

整个八大行星的地盘，看起来也就一个足球场的尺度。

那么，一光年的刻度，应该放在哪里？球场外面？隔壁街道？还是城市另一头？ 都不够。

你得从这颗玻璃球出发，走出去大约一百七十公里。

记住，地球才在两米七外。

海王星才在八十多米外。

而你现在要跨过的，是一段足以连接两座城市的距离。

沿途绝大多数地方，连一颗行星都没有。

你以前看到的太阳系示意图，把行星挤得整整齐齐，却很难让你真正感受到，它们之间到底空成什么样。

如果把人类的探测器，也放进这套模型呢？ 旅行者一号，一九七七年出发，掠过木星和土星，一路飞向太阳风影响之外。

它每秒能飞十七公里。

你眨一下眼，它就已经越过一座城市的一部分。

可持续飞行近半个世纪，它在这套模型里，也不过走到距离玻璃球几百米的地方。

前面那条通往一光年的路，依然长得几乎看不到尽头。

按每秒十七公里算，飞完一光年，需要大约一万七千六百年。

你出发时留下的城市，可能已经消失。

你说的语言，可能早就没人听得懂。

而飞船，还在赶路。

你可能觉得，这不公平。

旅行者一号毕竟是几十年前的技术。

换一台快得多的探测器，总能把时间压下来吧？ 帕克太阳探测器，在最接近太阳时，速度能达到每小时约六十九万公里。

假设它能一直保持这样的速度，飞完一光年，仍然需要一千五百多年。

而且，这已经是一个过于理想的假设。

帕克的极速，来自它沿轨道冲向太阳时的加速。

离开太阳之后，它会减速。

那个惊人的纪录，不能直接变成一张通往恒星的车票。

不过，先让我们跳过这些困难。

假设未来的你，终于抵达一光年外，在那里建起了一座太空站。

你回头看，太阳还看得见吗？ 看得见。

它不会彻底淹没在星海里，仍然会是一颗非常明亮的星。

但你熟悉的金色圆盘消失了，剩下的，只是一个指向家的光点。

抵达这里的阳光，比地球附近微弱了约四十亿倍。

能看见它，不代表还能靠它照亮身边的世界。

就像远处一盏灯，你知道它亮着，脚下却依旧一片漆黑。

至于地球，那颗你想念的蓝色星球，肉眼已经根本找不到。

它自己不会发出可见光，只能反射太阳的光。

那一点微弱的亮度，几乎淹没在太阳旁边。

更让人难受的是，就算设备足够好，让你看清了家乡，你看到的，也是一年前的地球。

因为光从那里来到你的眼睛，已经走了整整一年。

这时候，你想给家里发一条消息。

今天是家人的三十岁生日。

你对着镜头说出生日快乐，按下发送。

消息离开天线，穿过黑暗，等它抵达地球，那个人已经三十一岁了。

对方看完，立刻回复一句谢谢。

你再收到这两个字时，又过去一年。

一来一回，两年。

这里最奢侈的东西，可能就是一次普通的聊天。

你问家里今天怎么样，等到回答抵达，那个今天，早就变成了两年前。

你换更好的天线，能让画面更清楚，声音更清晰，却不能把这一年变成一秒。

无线电和激光，在真空中都以光速传播。

设备可以升级，距离带来的等待，却不会自动消失。

如果太空站突然出了故障呢？你向地球求救，就算那边的人收到后立刻想出解决办法，操作指令也要等两年，才能回到你手里。

真正走进星际空间，你得先学会自己解决问题。

因为在这里，连一句别着急，都可能来不及。

可一光年外，到底有什么在等你？ 没有一堵墙，没有一条天然边界，也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。

这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。

我们认为，远离行星轨道的地方，还分布着奥尔特云中的冰冷天体。

它的范围仍有不确定性。

一光年的终点，甚至可能还没有超出这片遥远的区域。

穿过太阳风形成的边界，和离开所有绕太阳运行的天体，并不是同一件事。

而最近的另一颗恒星，比邻星，距离我们约四点二四光年。

你费尽力气走完这一光年，连去它那里的四分之一路程，都还没走到。

所以，下次再听见一光年，不妨想想那颗玻璃球。

地球在两米七外，你站在一百七十公里外。

脚下没有路灯，没有补给，也没有能立刻回答你的人。

而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离，在宇宙里，却只是尺子上最开始的一个刻度。