Pośrednie dowody na istnienie nieznanej planety w Układzie Słonecznym

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Profesorowie Konstantin Batygin i Mike Brown z Caltechu (California Institute of Technology) twierdzą, że w Układzie Słonecznym istnieje dziewiąta, nieznana jeszcze, planeta. Jej masa ma być 10-krotnie większa od masy Ziemi, a planeta ma znajdować się średnio w odległości 20-krotnie większej od Słońca niż Neptun. Jej obieg wokół naszej gwiazdy ma trwać 10-20 tysięcy lat. Problem jednak w tym, że Batygin i Brown nie zaobserwowali opisywanej przez siebie planety.

Obaj uczeni wykorzystali modelowanie matematyczne i symulacje komputerowe. To na ich podstawie mówią o obecności nieznanej planety. Od czasów starożytnych odkryto jedynie dwie planety. Ta byłaby trzecia. To znaczący fragment Układu Słonecznego, który czeka na odkrycie - mówi profesor Brown.

Naukowiec podkreśla, że obiekt, o którym mowa, z pewnością zostałby zaliczony do planet. Jest bowiem 5000 razy bardziej masywny od Plutona, który niedawno stracił miano planety. Dziewiąta planeta dominuje grawitacyjnie nad swoim otoczeniem, a biorąc pod uwagę wielkość jej orbity, trzeba stwierdzić, że dominuje ona nad większym obszarem niż jakakolwiek inna planeta Układu Słonecznego.

Batygin i Brown opisali swoje obliczenia na łamach Astronomical Journal. Zauważają oni, że obecność dziewiątej planety wyjaśnia wiele tajemnic Pasa Kuipera. Początkowo sceptycznie podchodziliśmy do pomysłu istnienia tej planety, jednak w miarę badania jej orbity oraz wpływu na zewnętrzne regiony Układu Słonecznego byliśmy coraz bardziej przekonani, że ona istnieje. Po raz pierwszy od 150 lat pojawił się solidny dowód na to, że spis planet Układu Słonecznego jest niepełny - mówi profesor Batygin.

Badania Browna i Batygina zostały zainspirowane pracą byłego doktoranta profesora Browna. Chad Trujillo i jego kolega, Scott Sheppard, opublikowali pracę, w której stwierdzili, że orbity 13 z najbardziej odległych obiektów Pasa Kuipera mają podobne cechy, a podobieństwa te może wyjaśnić obecność niewielkiej planety. Profesor Brown uznał, że to mało prawdopodobne, ale nawiązał współpracę z profesorem Batyginem i przez 1,5 roku badali wspomniane obiekty z Pasa Kuipera. Brown, który bardziej polega na obserwacjach, próbował ułożyć wszystko w kontekście tego, co obserwowalne, z kolei teoretyk Batygin większy nacisk kładł na kontekst fizyczny i dynamikę badanych układów. Dzięki tej różnicy podejść mogli nawzajem weryfikować swoje spostrzeżenia. Ja mówiłem o tym, co zaobserwowałem, on używał argumentów teoretycznych i w ten sposób się spieraliśmy. Nie sądzą, byśmy mogli cokolwiek osiągnąć bez takiego wzajemnego spierania się - mówi Brown.

Uczeni dość szybko zdali sobie sprawę z faktu, że sześć z trzynastu obiektów wspomnianych przez Trujillo i Shepparda ma eliptyczne orbity zwrócone w tym samym kierunku przestrzeni. To tak, jakbyśmy mieli sześć wskazówek zegarka, z których każda porusza się z różną prędkością, ale gdy na nie spojrzymy, to akurat wszystkie są w tym samym miejscu, mówi Brown, podkreślając, że prawdopodobieństwo takiego wydarzenia wynosi 1:100. Jednak to nie wszystko. Orbity wszystkich tych obiektów są identycznie nachylone pod kątem 30 stopni w dół w stosunku do płaszczyzny ekliptyki. Prawdopodobieństwo, że taki ułożenie jest przypadkowe, wynosi 0,007%. To nie powinno się wydarzyć. Pomyśleliśmy, że coś nadało kształt ich orbitom, stwierdził Brown.

Początkowo naukowcy sądzili, że tym czymś są jakieś nieodkryte jeszcze obiekty z Pasa Kuipera. Szybko jednak odrzucili tę możliwość, gdy Pas musiałby mieć masę 100-krotnie większą niż obecnie. Uczeni postanowili więc symulować obecność planety. Obliczenia wykazały, że wpłynęłaby ona na wspomniane obiekty, jednak nie do końca tak, jak się one zachowywały.
Później, przez przypadek, Batygin i Brown zdali sobie sprawę, że gdyby symulowana przez nich planeta miała zupełnie inną orbitę, taką, której peryhelium jest nachylone pod kątem 180 stopni do peryhelium wszystkich innych obiektów Układu Słonecznego, to wywarłaby taki wpływ na wspomnianych sześć obiektów, jaki obserwujemy. Na pierwszy rzut oka taki układ nie może być stabilny w dłuższym czasie, ponadto doprowadziłby do kolizji pomiędzy hipotetyczną planetą, a obiektami. Jednak jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że w czasie gdy dziewiąta planeta obiegnie Słońce czterokrotnie, odległe obiekty z Pasa Kuipera zakończą 9 orbit, to do kolizji nigdy nie dojdzie. Planeta będzie jedynie wpływała na obiekty tak, że ich konfiguracja w stosunku do niej zostanie zachowana.

Dalsze symulacje i coraz bardziej szczegółowe obliczenia wykazały, że obecność dziewiątej planety wyjaśniałaby również niezwykłą orbitę Sedny, która - w przeciwieństwie do innych obiektów z Pasa, nigdy nie zbliża się do Neptuna. Podobnie zachowuje się obiekt 2012 VP113. Z wyliczeń wynika, że Sedna, 2012 VP113 i - potencjalnie - inne obiekty z Pasa Kuipera mogą pod wpływem dziewiątej planety zmieniać swoje orbity na mniej związane z Neptunem.

Jednak tym, co ostatecznie przekonało Batygina i Browna było wyliczenie, że w Pasie Kuipera powinny znajdować się obiekty nachylone prostopadle do płaszczyzny planet. W ciągu ostatnich trzech lat znaleziono cztery takie obiekty.

Skąd wzięła się dziewiąta planeta? Obecnie dominuje teoria, że historia Układu Słonecznego rozpoczęła się od czterech planetarnych rdzeni, wokół których z czasem powstały Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Z czasem wskutek wzajemnych oddziaływań i kolizji znalazły się one na obecnych orbitach, powstały też pozostałe planety. Nie ma jednak żadnego powodu, dla którego nie miałoby istnieć pięć takich rdzeni planetarnych. Dziewiąta planeta może być właśnie piątą z oryginalnych planet Układu Słonecznego. Jeśli znalazła się w pewnym momencie zbyt blisko Jowisza lub Saturna mogła zostać wyrzucona na odległą ekscentryczną orbitę.

Astronomowie już przystąpili do poszukiwania dziewiątej. Jeśli obecnie znajduje się ona w dużej odległości od Słońca, zaobserwować ją będzie można jedynie za pomocą teleskopów Kecka czy Subaru. Jeśli jest bliżej, powinno ją zobaczyć wiele teleskopów.

« powrót do artykułu

[wilk 103]

Trochę duża jak na taki dystans...

[Jajcenty 314]

 

 

Trochę duża jak na taki dystans..

No. Aż sprawdzałem na wiki bo 600 ja to nie w kij dmuchał.  

[Gość Astro]

Praca śliczniutka i ciekawa (oryginalny oryginał: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/151/2/22/pdf), polecam jednak rozwadze drugi rysuneczek na Kopalni. Wielkie półosie 6 (z 13) rozpatrywanych KBO ograniczone są (tak na oko) przez kąt prosty. Jakiś ignorant (jak ja) może głupio zapytać, jakie jest prawdopodobieństwo (losowy rzut 13 kamyczków) trafienia 6 kamyczków w jedną ćwiartkę 2D Kartezjusza ()?

 

 

 

Jeśli znalazła się w pewnym momencie zbyt blisko Jowisza lub Saturna mogła zostać wyrzucona na odległą ekscentryczną orbitę

 

Jako abisalnie nieogarnięty ekscentryk (ludź może być ekscentryczny, orbita NIE ) muszę nadmienić, że orbity są mniej ± bardziej kołowe/ eliptyczne. Eccentricity vs mimośród. Niezły łamaniec językowy.

[Jajcenty 314]

 

 

Jakiś ignorant (jak ja) może głupio zapytać, jakie jest prawdopodobieństwo (losowy rzut 13 kamyczków) trafienia 6 kamyczków w jedną ćwiartkę 2D Kartezjusza ()?

 

 

w dokładnie jedną wybraną  ćwiartkę:

(¹³ po ₆) * (1/4)⁶ * (3/4)⁷ 

czyli coś koło: 0,0559 ale w dowolną już cztery razy większe: 0,2237

 

A jednak zjawisk grawitacyjnych nie rozważałbym w kategoriach prawdopodobieństwa. 

[Gość Astro]

 

 

w dokładnie jedną wybraną ćwiartkę: (13 po 6) * (1/4)6 * (3/4)7 czyli coś koło: 0,0559 ale w dowolną już cztery razy większe: 0,2237

 

Brawo Jajcenty (nie sprawdzam rachunków, bo komu, jak komu ale Tobie nie można nie ufać). Mamy zatem inne ciekawe zadanie: czy wszyscy zgadzają się, nie z rachunkami, ale założeniami Jajcentego?

 

 

 

zjawisk grawitacyjnych nie rozważałbym w kategoriach prawdopodobieństwa

 

Spróbuję delikatnie: a jednak!

[Jajcenty 314]

 

 

Spróbuję delikatnie: a jednak!

No tak, w takim US wszystko w jednej płaszczyźnie, wiruje w jednym kierunku, dorobiło się Keplera i w ogóle oszalały determinizm po całości.

Na moje wyczucie to jak rzucić garścią kółek zębatych o ścianę i dostać Omegę. 

[Gość Astro]

 

 

No tak, w takim US wszystko w jednej płaszczyźnie

Nie sądzę.

 

 

 

dorobiło się Keplera

Niekoniecznie.

 

 

 

i w ogóle oszalały determinizm po całości

No tak mają pewni wyznawcy.

 

 

 

Na moje wyczucie to jak rzucić garścią kółek zębatych o ścianę i dostać Omegę

Dobre. Tak się zubaża Omegę, ale chyba nie chcieliśmy o POLYTYCE (zewłaszcza polyskiej). :D

[ex nihilo 222]

jakie jest prawdopodobieństwo (losowy rzut 13 kamyczków) trafienia 6 kamyczków w jedną ćwiartkę 2D Kartezjusza ()?

 

Na zmarznięty łeb (po cholerę te zwierzaki mają mordy, flaki i dupska???) wychodzi mi 0,00003258(9) dla dokładnie 6 i 0,00024414(1) dla ≥ 6. Byndzie?

W przypadku wybranej jedno i drugie *0,25.

Edytowane 21 stycznia 2016 przez ex nihilo

[Gość Astro]

 

 

Byndzie?

 

Poczułem się nieswojo… Nihilo i Jajcenty: przyznam szczerze, że jeszcze nie chciało mi się za to wziąć…

Wygląda zwyczajnie na ciekawe zadanie z prawdopodobieństwa, choć mam swoje (być może "pseudo") typowanie.

 

Jeśli któremuś z Was wydaje się, że macie Pewność, to warto (może krótko ) o dobrą iskierkę, czyli taką tam logiczną argumentację.

[ex nihilo 222]

Zadanko fajne, teoretycznie powinno byc elementarnie proste, ale pod kopułą trochę koktajl z galarety robi

Pewności nie mam (w chałupie też zimno jak cholera, dopiero w piecu rozpaliłem), to i argumentacji nie bedę dawał, bo mogłaby w krzaczory skierować Nie sprawdzałem też tego (inne przypadki, krzywa).

[Jajcenty 314]

 

 

Jeśli któremuś z Was wydaje się, że macie Pewność,

Ja użyłem rozkładu dwumianowego nie mając pewności co do natury (rozkładu) zjawiska. To mój dylemat od czasu matury: strzelec trafia z prawdopodobieństwem 0,9 oblicz ile razy musi strzelić by prawdopodobieństwo trafienia było nie mniejsze niż 0,99. Wszyscy używają Bernouliego, mimo że wszyscy wiedzą, że strzelanie podlega Gausowi. 

Centralne pytanie czy wolno używać dwumianowego tylko dlatego, że odróżniamy sukces od porażki?

 

 

 

wychodzi mi 0,00003258(9) dla dokładnie 6 i 0,00024414(1) dla ≥ 6. Byndzie

Nie. To drugie jest o rząd za duże. Intuicja brydżysty. 

[tempik 83]

no niezła orbita.... pewne z powierzchni takiej planety bez wsparcia porządnej optyki nie da się stwierdzić która gwiazdka na niebie to gwiazda macierzysta

[Ortolan 0]

Każde badania, nie tylko astronomiczne, powinny być prowadzone w podobny sposób jak w tym przypadku. Gdzie nad danym zagadnieniem pracuje co najmniej dwóch ludzi o różnym podejściu czy poglądach i wzajemnie starają się wykluczać swoje teorie lub wprowadzać swoje pomysły. Konstruktywna krytyka i burza mózgów to najlepsze co może przytrafić się nauce.

Nie mam zbyt dużej wiedzy astronomicznej, ale trochę odnoszę wrażenie, że w tym przypadku zadziałała autosugestia: Chcieli znaleźć planetę to ją znaleźli, wszystko dopasowali do tego żeby ona tam była. Życzę jednak żeby faktycznie nowa planeta okazała się prawdą, to będzie sensacja:)

[ex nihilo 222]

To drugie jest o rząd za duże

 

Raczej za małe, bo chyba trzeba by dodać rozkłady dla 7→13, ale wszystko mi się już teraz dokładnie chrzani. 

 

Intuicja brydżysty. 

 

Zadroszczę, bo kart w łapach nie miałem już > 30 lat.

 

ile razy musi strzelić by prawdopodobieństwo trafienia było nie mniejsze niż 0,99.

 

Wychodzą mi dwa strzały...   To już raczej z doświadczenia, chociaż też dosyć dawnego

Edytowane 21 stycznia 2016 przez ex nihilo

[radar 104]

Też odniosłem takie wrażenie o autosugestii chociaż również czekam z niecierpliwością na potwierdzenie

 

Co do planety: a śmieli się, że Nibiru leci

 

Planeta Nibiru pojawia się w pseudonaukowych książkach pisarza Zecharii Sitchina (po raz pierwszy w wydanej w 1974 r. książce „Twelfth Planet”, tytuł polski „Dwunasta Planeta”). Na podstawie własnej interpretacji mezopotamskich źródeł pisanych i ikonograficznych autor ten wysunął hipotezę o istnieniu w Układzie Słonecznym nieznanej astronomom planety (zwanej przez niego Nibiru), która – po szerokiej orbicie w kształcie elipsy – obiegać ma Słońce w ciągu 3600 lat. Planetę tę zamieszkiwać ma zaawansowana technologicznie rasa istot (zwanych przez niego Anunnakami), które w odległej przeszłości odwiedzać miały Ziemię wpływając na rozwój cywilizacyjny ludzkości.

[Gość Astro]

 

 

Też odniosłem takie wrażenie o autosugestii

 

Adin, dwa, tri.

Czy rzut 13. kamykami musi oznaczać niezależność losową? Niekoniecznie jest to tożsame z 13. losowymi rzutami kamykiem. Chyba.

[pogo 102]

Cóż... Tych obiektów może być 1000 zupełnie różnych, ale znamy tylko 13 o podobnych orbitach, bo akurat tam patrzyliśmy. Choć to raczej mało prawdopodobne, bo z tego co kojarzę, to są bardzo daleko od siebie.

 

Ciekawiej by było jakby wykluczyli więcej możliwości (nie czytałem oryginalnego oryginału). Moim głównym podejrzanym byłby przelatujący akurat w pobliżu brązowy karzeł, a nie obiekt uwiązany na grawitacyjnej smyczy do naszej gwiazdy.

[Jajcenty 314]

0,00003258(9) dla dokładnie 6 i

0,00024414(1) dla ≥ 6. Byndzie

 

Urosło Ci osiem razy!

 

Rzucamy 13 kamyków w Kartezjusza, średnio spodziewamy się 13/4 = 3 i 1/4 kamienia w ćwiartce. To jest maks. Każde inne prawdopodobieństwo jest mniejsze 

0,00003258(9) dla dokładnie 6

0,00000258(9) dla dokładnie 7

00000001000 dla dokładnie  8

....

00000000001 dla dokładnie  13

 

widzisz? chodzi mi o to że p. szybko maleje.

dla rozkładu dwumianowego wygląda to tak:

0,102948144 dla 1

0,205896288 

0,251651019 

0,209709182 

0,125825509 

0,055922449 dla 6 a suma dla >6 wynosi 0,02 

0,018640816 

0,004660204

0,000863001

0,000115067 dla 10

1,04606E-05

5,81145E-07

1,49012E-08

 

 

 

Zadroszczę, bo kart w łapach nie miałem już > 30 lat.

 

Ja też nie miałem, ale to nie ma znaczenia. To jak z jazdą na rowerze. MinMax przychodzi kiedy jest Ci potrzebny, a dzień jest stracony jeśli nie powiesz "estymata wartości oczekiwanej"

Edytowane 21 stycznia 2016 przez Jajcenty

[ex nihilo 222]

Jak robiłem:

1, nie bawiłem się w takie czy inne rozkłady, bo dawno nie miałem z tym w sposób ścisły do czynienia, poza "intuicją gaussowską" (też dla kombinacji kilku rozkładów), ale tylko jakościowo, bez ilościowych rachunków. Inne też tylko jakościowo.

2. dla =6 przyjąłem, że pierwsze 6 musi trafić do jednej ćwiartki, czyli 0,25⁶, a następne 7 do tej ćwiartki trafić nie może (0,75⁷), zusammen do kupki: 0,25⁶ * 0,75⁷ = 0,00003258(9)

3. dla ≥6, z 7 kamieni zrobiłem "gaz kamieniowy" i rozłożyłem równo po ćwiartkach, czyli istotne było tylko pierwsze 6, wynik: 0,25⁶ = 0,00024414(1)

 

(3) musi być większe od (2), bo nie ma ograniczenia dla nasŧepnych kamieni ("następne 7 do tej ćwiartki trafić nie może"), które mogą wpadać do dowolnej ćwiartki, też tej, w której jest już pierwsze 6. Jest tylko ograniczenie "dolne" =6. Czyli (3) musiało urosnąć w stosunku do (2).

 

Być może w tej partyzantce zrobiłem błąd, i to może niejeden, ale akurat tego, że: p(≥6) > p(=6) jestem pewny. Intuicja brydżowa nie musi się tu sprawdzać (zakladając jej poprawność), bo w brydżu masz ograniczenie =13kart, w których muszą się zmieścić rozklady wszystkich kolorów. Tutaj takiego ograniczenia nie ma - w ćwiartce może być 0→13 kamieni.

 

Edycja:

Faktycznie osiem razy to chyba za dużo... teraz tego nie wyłapię, muszę do końca rozmarznąć. Zap. mnie dzisiaj maksymalnie, miałem dosyć dużo do zrobienia na zewnątrz. Piec + koc elektryczny pod tyłkiem + 500W IR prosto w gębę jeszcze nie rozmroziło Byle do wiosny!

Edytowane 21 stycznia 2016 przez ex nihilo

[Jajcenty 314]

(3) musi być większe od (2),

oczywiście będzie większe bo (2) jest dla 6 podczas gdy (3) = (2) + te dla większe od 6.

Jednak nie 8 razy!. Mam

 

 

ale akurat tego, że: p(≥6) > p(=6) jestem pewny. Intuicja brydżowa nie musi się tu sprawdzać

I słusznie. Jednak 6 znajduje się mocno na prawo od średniej i intuicja podpowiada p(=6) > p(>6) zwróć uwagę, że łatwiej mi na ostrych nierównościach.

 

 

zusammen do kupki: 0,256 * 0,757 = 0,00003258(9)

Bardzo dobrze!. Tylko to jest prawdopodobieństwo zdarzenia: pierwsze 6 sukcesów i potem 7 porażek. Ignorujesz np. 3 sukcesy, 3 porażki, 3 sukcesy, 4 porażki. W szczególności ignorujesz układ 7 porażek 6 sukcesów

Trzeba to jeszcze przemnożyć przez wszystkie permutacje, a raczej wariacje bez powtórzeń (13 po 6).

Reasumując liczysz jak ja tylko nie lubisz dwumianu Newtona ;p

 

Zesztą:

poznajesz? prawdopodobieństwo k sukcesów = p^k(1-p)^n-k a sukces może się zrealizować na (ⁿ  _k) sposobów.

Edytowane 21 stycznia 2016 przez Jajcenty

[ex nihilo 222]

Wygląda na to, że masz rację, chciałem to za bardzo uprościć, no i w poślizg na zakręcie wpadłem :D

Kurcze, ile to lat przerwy było... i co zabawne - czasem mniej problemów mam z bardziej skomplikowanymi zależnościami, niż z tymi prostymi, no i ta niechęć do kartki i ołówka

 

Edycja:

ale... czy tutaj kolejność (np. 3s,3p,3s,4p) i ilość kombinacji ma znaczenie? Zgodzimy się chyba, że p(13) = 0,25¹³, i że 1s ma p(1s) = 0,25, odpowiednio dla 1p: p(1p) = 0,75, czyli p(0) = 0,75¹³. Może mi się chrzani, ale w tym przypadku chyba nie ma znaczenia ani kolejność s i p, ani ilość możliwych kombinacji. Sam już nie wiem Muszę chyba kartkę wziąć, ale to już nie teraz

Edytowane 21 stycznia 2016 przez ex nihilo

[pogo 102]

Skup się na tych, które trafią do właściwej ćwiartki spośród tych 13. Prawdopodobieństwo, że dokładnie pozostałe nie trafią musi być identyczna, więc nie wolno mnożyć ani dodawać tych wartości. Można ich tylko użyć do weryfikacji obliczeń.

 

I to mniej więcej wszystko co pamiętam z liceum na temat prawdopodobieństwa... pomijając, fakt że przyda się tu dwumian Newtona. Z samej jego konstrukcji wynika symetria takich rozważań... wszak (6 nad 13) == (7 nad 13)

[ex nihilo 222]

Zapętliłem się wczoraj maksymalnie i bzdety nawypisywałem. Prawdopodobieństwa Jajcentego powinny być ok. przynajmniej co do rzędów wielkości. Żadne cztery zera po przecinku itd. :D 

Fujjj... znowu muszę wyjść na ten syf na zewnątrz... -3,5... kiedy wreszcie będzie +35?????????

[Jajcenty 314]

 

 

iedy wreszcie będzie +35

A bodaj by Cię... Mam nadzieję, że nigdy. Jak jest -35 to mogę założyć podkoszulek i zamknąć okno w łazience. Jak jest +35 to ze skóry już nie wyleze, pozostaje tylko stać pod prysznicem.