四百多年前，波蘭天文學家哥白尼發表了《天體運行論》，指出地球並不是宇宙的中心，太陽才是。日心說的提出對於人類來說具有劃時代的意義，雖然它沒有馬上被接受，但是讓人類逐漸認識到了地球並非至高無上。
當然，日心說也並不準確，因為宇宙中還有無數的天體與太陽沒有任何瓜葛。即使是在銀河系中，太陽也不過是滄海一粟，距離星系的中心有2.5萬光年之遙。如果非要說是中心，太陽充其量可以競選一下太陽系的中心。
沒錯，是競選。它是不是太陽系的中心，也不好說。
我們這裡提到的太陽系中心，指的是太陽系的質心。所謂的質心，是物理學上將一個有體積的物體的所有質量假想為聚集於此的一個點。質點不一定位於幾何中心，比如我們常見的不倒翁，質心在最下方，這是因為它們的最下方有一個質量很大的配重，所以不論怎麼晃動，最終都會回到直立起來的狀態。
對外界的物質來說，整個太陽系的引力作用可以看作從質點出發；而對於太陽系內天體來說，它們圍繞的中心也是質心而非單純的太陽。
按說整個太陽系也應該像不倒翁一樣，太陽占據了絕大部分質量，質心也應該位於太陽處。但是，由於其他天體的引力作用（尤其是木星的恐怖質量），導致太陽系的質心並不嚴格位於太陽的核心處。這造成的結果就是，不僅行星從本質上說是圍繞這個質點在公轉，甚至太陽也會繞著質點發生晃動，就像是一個被你轉動的呼啦圈。
實際上，隨著各個行星的運動，太陽系的質心也在發生變化。它有的時候位於太陽表面附近，有的時候甚至在太陽以外，最遠甚至可以距離太陽中心達151.4萬公里。要知道，太陽的半徑也不過是69.6萬公里。也就是說，太陽系質心最遠的時候，距太陽表面超過一個太陽半徑那麼遠了！
對於太陽系質心的研究，科學家們已經進行了很久。但是，由於天體運動過於複雜，這項工作也一直有極高的難度。最近，一支國際天文學家團隊終於取得重大突破，將太陽系的質心位置範圍縮小到了100米以內。那麼，他們究竟是怎樣探測太陽系質心位置的呢？
（圖片說明：最近幾十年內太陽系質心位置的變化）
首先我們要知道，多體運動的計算幾乎是不可能的，所以科學家們選擇直接通過觀測來尋找結果。觀測方法的本質，就是通過天文觀測來判斷質心對地球的影響，從而推測出質心的位置。
在此之前，天文學家們通常是利用都卜勒效應，觀測天體光譜的偏離方向，從而確定地球受到了質心的拖拽作用是怎樣的。但是，在這個過程中，他們發現了許多的誤差。美國宇航局噴氣推進實驗室的天文學家Michele Vallisneri指出：「通常來說，更多的數據可以得出更精確的結果，但是在我們的計算過程中，始終有一個偏差，揮之不去。」
而且，他們最初認為這些誤差可能來自於引力波。但他們後來發現，在相對靜止的太陽系框架中並不存在這樣的引力源，這意味著這些誤差與太陽系質心的不斷變化有關。
為了觀測太陽系質心的變化，他們藉助了一種宇宙工具——脈衝星。
脈衝星是中子星的一種，它有兩個特點，其一是可以發出強烈的脈衝信號，因此又被稱作宇宙的燈塔；其二是它們自轉速度極快，而且時間極為精準，可以達到毫秒級。當它們的脈衝信號掃過地球方向的時候，我們就會檢測到這個信號的一個波峰，從而計算它的自轉周期。因此，對於天文學家來說，脈衝星可以輔助在其他很多方面進行天文觀測。
比如說，一旦我們發現某些脈衝星的自轉周期並不規律，那不是因為脈衝星本身出了問題，而是它的脈衝信號受到了干擾，比如周圍有其他天體的引力作用導致它自轉不規律，或者我們和脈衝星之間相對位置的變化導致僅僅是觀測上出現變化等等。
近些年來，包括北美引力波納米赫茲天文台（簡稱NANOGrav）在內的許多觀測設備都在持續關注著脈衝星，希望尋找到低頻引力波導致的脈衝星信號變化。
范德比爾特大學的天文學家和物理學家Stephen Taylor向我們解釋其中的原理：「有了對銀河系內脈衝星的觀測，我們就可以像一隻靜坐在網上的蜘蛛一樣，當我們試圖探測這張網上最微弱的振動時，我們對於它質心的了解就顯得至關重要了。」
為此，他們建立了一個名為BayesEphem的軟體，旨在對太陽系內與利用脈衝星搜索的引力波之間相關性最強的天體軌道進行建模和修正。其中，木星的建模尤其重要，因為它對整個太陽系的質心位置至關重要，在將太陽系質心拖出太陽內部的過程中出了最大的力。而且，我們對於它的公轉軌道，還沒有一個完全透徹的了解。
在利用BayesEphem來分析NANOGrav的數據後，他們能夠得到引力波背景和探測的統計數據的上限。並且，他們能夠藉此對太陽系的質心進行前所未有的精確計算，誤差在100米以內。
這個誤差值對於我們來說已經相當驚人了，讓我們可以更好地了解太陽系內天體的運動規律。儘管太陽占據了整個太陽系99.86%的質量，而木星則僅僅占了大約0.1%，但它依然無法抵禦木星帶來的影響。由此可見，天體運行規律在受到多方干擾後會變得多麼混亂。至於三黑洞系統、超星系團等宇宙結構，我們就更難說得清了。
研究人員指出，BayesEphem在未來還可以幫助我們對宇宙中的低頻引力波進行更加精確的探測。我們知道，由於受空間距離的限制和地球重力梯度噪聲的影響，我們對於低頻引力波的探測始終面臨著重重的考驗。而低頻引力波來自於雙星系、超大質量雙黑洞和大質量比雙黑洞的併合及大質量天體的爆炸等現象，對於我們揭開宇宙的一些秘密至關重要。因此，在BayesEphem的幫助下，我們或許將找到一些問題的答案，這也是NANOGrav的主要工作。
（圖片說明：引力波示意圖）
宇宙中還有很多我們人力暫時還無法觸及的秘密，需要更多的科學工作者前赴後繼，才能夠將它們一一揭開。科學之路漫漫，我們在相當長的一段時間內，都無法看到它的終點……