奥陌陌(夏威夷语Oumuamua,“先探之人”)是第一个到访太阳系的系外天体,于2017年10月19日在距离地球约0.2AU处被夏威夷大学的Pan-Starrs1望远镜发现。它的轨道是离心率为1.1922± 0.00268的双曲线,相对太阳的运动速度为每秒38.3公里;它自转的周期为7.3小时,不同时刻的亮度对比可以相差10倍。回推计算表明,它在2017年9月9日经过近日点的速度达到了每秒87.3公里。它离开太阳系的轨道与行星的轨道平面成20度的角,已于2017年10月14日以0.16 AU的距离掠过地球,朝飞马座(Pegasus)飞去。
奥陌陌是一个长约400米宽约40米的雪茄状的岩石物体。它既不是彗星,也不是小行星,有人认为是利用光帆推进的外星飞船。7年过去了,奥陌陌依然是一个迷,只能依旧当作银河系里的一颗陨石(asteroid),除非人们能够弄清楚它的加速机制。据说NASA想要发射一艘太空飞船追上去看看它究竟是什么,只是他们现在还没有拿定主意。也许我们可以向它发射超强的电波或者激光,他们可以不回应,我们只等返回的信号,再对收到的信号加以分析。只是不知道人类造出了这种发射器没有?
我所好奇的是,能不能通过计算弄清它的身分。首先要确定质量。凭借望远镜观察到的轨道数据、物体运动的速度和加速度、自转周期、物体的形状,以及物体受太阳、行星、气体尘埃的引力,按照现有的力学定律,包括爱因斯坦的场论方程,都解不出运动物体的质量,因为这些作用都与质量成正比。
在微观世界里,据说有一种与质量成反比、与距离成正比的力,可惜比例系数至今没能算出,因为人类的科技还没有达到那么微小的程度。在化学中,测分子质量的方法是离子化,再用电场加速、磁场偏转;可我们够不着那星际天体啊?
还有一种办法是通过天体的磁场去估算它的质量。现有的物理理论认为,磁场是由运动的电荷产生的,变化的磁场又会滋生电场;常规物质中总是包含电子、muon及tao的,这些带负电的临时粒子永远在衰变以及随机运动,所以宇宙中磁场无处不在。通过磁场强度、运动速度、自转速度,我们可以推知电荷分布。再把太阳的辐射能换算成对物体的推动力,在牛顿第二定律中加上此力以及电磁力,我们就可以解出质量,同时也能明了天体借由恒星加速的机制。
最近听说NASA的科学家发明了反重力装置,他们怎么不用来测试一下太阳系的天体呢?