一颗杀手小行星撞击地球的想法听起来像是最新科幻大片的情节。但据美国国家航空航天局称,这可能会成为现实,这使致命小行星在任何一年撞击地球的几率大约为30万分之一。在你对我们即将到来的厄运感到恐慌之前,有个好消息。穆尔西亚大学的一位科学家提出了一个方程式,可以发现朝向我们星球的杀手小行星。

Oscar del Barco-Novillo教授的方程基于光的引力弯曲,将使科学家能够精确定位太阳系中微小物体的位置。这包括柯伊伯带中的物体——一个由包括冥王星和海王星轨道以外的其他矮行星在内的冰冷物体组成的区域——以及一个被称为奥尔特云的巨大、冰冻的球形外壳,奥尔特云是我们太阳系中最远的区域。反过来,这可以让行星防御网络发现并准备任何可能与地球碰撞的小行星。

这一提前警告可能是有时间将小行星偏转到安全路径和灾难性撞击之间的区别。通常,光从物体到我们的眼睛是一条直线,这意味着我们看到图像的地方就是物体真正所在的地方。然而,由于一种称为“引力偏转”的现象,小行星等遥远物体的情况并非如此。当一束光穿过像我们太阳周围那样的强引力场时,它会离开直线路径并遵循弯曲的轨迹。你可以把这想象成一个球在不平坦的地面上滚动时沿着弯曲的路径。

引力可能使经过的光束弯曲的想法最早是由艾萨克·牛顿爵士于1730年提出的。然而,直到1916年阿尔伯特·爱因斯坦提出他的广义相对论,科学家们才能够证实这是真的。天文学家面临的问题是,引力偏转意味着我们看到的遥远物体的图像与物体的实际位置不一致。诺维洛教授告诉《每日邮报》:“当太阳光被太阳系中的小行星等小行星反射时,我们在地球上接收到的光束会因太阳和木星等主要行星而偏转。”。

“从这个意义上说,这些小天体的实际位置发生了变化,因此在这些小天体运动方程中应该考虑到这种影响。”对于大多数应用来说,这可能不是问题,但在计算潜在危险小行星的轨道时,即使是一个小小的误判也可能是致命的。诺维洛教授的解决方案发表在《皇家天文学会月报》上,他将引力视为一种像水一样的物理介质,以计算光线通过时弯曲的程度。诺维洛教授使用这个公式计算了来自水星轨道不同点的光束的偏转角度。

将结果与基于牛顿和爱因斯坦方程的结果进行比较,他发现当水星距离太阳最远时,差异高达15.8%。诺维洛教授说,这一发现最重要的后果是能够“更好地计算太阳系中可能对地球构成潜在危险的微小物体的轨道”虽然它一开始不会帮助探测小行星,但它将有助于确定这些物体的更精确位置,从而更好地估计它们的轨道。美国国家航空航天局和欧洲航天局(ESA)等航天机构目前正在研究人类可能避免与小行星碰撞的方法。

例如,欧洲航天局的DART任务使用一颗冰箱大小的卫星撞击太空岩石Dimorphos,看看小行星是否会从其路径上被撞倒。虽然结果将于明年晚些时候由赫拉任务证实,但早期观测表明,撞击确实使Dimorphos的轨道偏转。理论上,人类可以使用类似的神风特攻队卫星来偏转一颗前往地球的危险小行星的轨道。然而,要做到这一点,需要提前数年发出警告,以便航天局有时间规划任务,并使小行星偏离地球的轨道。

这就是为什么太空机构必须有一种准确的方法来评估在太阳系中漂移的小行星的位置和轨道。除了行星防御之外,这个方程还可以用来加深我们对宇宙的理解。希望科学家们现在能够计算出离地球最近的恒星比邻星的确切位置。比邻星距离我们4.25光年,据信有三颗系外行星围绕它运行。如果能够精确地确定它的位置,这也将有助于科学家准确研究它的行星的轨道,以了解它们是否确实位于恒星的宜居带内。

此外,诺维洛教授的发现甚至可以帮助科学家绘制最遥远的太空地图。诺维洛教授说:“被大量介入质量扭曲和放大的遥远星系,如星系团,可能会用这个新的精确方程精确定位。”在接下来的六年里,欧空局的欧几里得任务将观测到100亿光年外数十亿星系的形状、距离和运动,目标是创建有史以来最大的宇宙3D地图。

有了这个方程,科学家们可以制作出更精确的地图,这可能有助于理解暗物质和暗能量是如何将宇宙塑造成我们今天看到的样子的。