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　　地球（左）和太陽系外行星開普勒—452b的效果圖和各種人類探索宇宙的“眼睛”——大型天文望遠(yuǎn)鏡。張芳曼制圖

　　這個(gè)夏天，一則消息讓人類再一次把目光和思緒投向?qū)庫o絢爛的星空——

　　北京時(shí)間7月24日凌晨，美國國家航空航天局（NASA）宣布發(fā)現(xiàn)了迄今為止與地球最相似的系外行星開普勒—452b，并稱“天文學(xué)家已經(jīng)接近幾千年所夢(mèng)想的目標(biāo)——發(fā)現(xiàn)另一個(gè)地球?！?/p>

　　那么，像開普勒—452b那樣的類地行星上有生命存在嗎？人類有沒有可能去拜訪他們、和他們溝通？

　　宇宙中極有可能存在與地球環(huán)境非常相似的行星，也可能孕育出生命

　　開普勒—452b位于天鵝座，距離地球約1400光年。它被看作是“第二個(gè)地球”，因?yàn)槠浯笮　⑴c恒星的距離等特征與地球極為相似。

　　據(jù)估算，開普勒—452b的直徑是地球的1.6倍，其所圍繞中央恒星的大小、亮度，也和太陽相似。這顆行星的“作息”時(shí)間也和地球差不多：軌道周期（一年）約為385天，接近地球的365天；這顆行星年齡約60億歲，比地球年紀(jì)大一些，因此被網(wǎng)友戲稱為“地球的大表哥”。

　　更為重要的是，開普勒—452b正好位于恒星的宜居帶。所謂宜居帶，簡(jiǎn)單來說，指恒星所屬的行星系統(tǒng)中適合生命生存的區(qū)域。在該區(qū)域，行星接收來自恒星的能量，最有可能產(chǎn)生與地球相似的表面溫度，并可能存在液態(tài)水。

　　水是生命之源，根據(jù)地球生命演化的經(jīng)驗(yàn)，有了水才有可能孕育生命，生態(tài)系統(tǒng)才能不斷進(jìn)化，否則智慧生命無法繁衍?！坝袥]有液態(tài)水的存在，是科學(xué)家推測(cè)地外是否存在生命的前提?！敝袊茖W(xué)院國家天文臺(tái)副研究員鄭永春說。

　　那么，開普勒—452b的發(fā)現(xiàn)，是否意味著系外行星存在生命甚至更高級(jí)別的文明？

　　鄭永春認(rèn)為，銀河系中像太陽一樣的恒星有上千億顆，而宇宙中像銀河系一樣的恒星系統(tǒng)又有上千億個(gè)。從概率來講，極有可能存在與地球環(huán)境非常相似的行星，也可能孕育出生命。

　　不過，人類迄今還沒有發(fā)現(xiàn)太陽系中其他天體存在地外生命的直接證據(jù)。至于太陽系外的行星，所謂“行星存在液態(tài)水”，也只能根據(jù)行星與恒星之間的距離來估算、推測(cè)，并非真正探明存在液態(tài)水。

　　如果真如科學(xué)家所推測(cè)的那樣，開普勒—452b由巖石構(gòu)成，那么就能夠捕獲大氣層。但由于恒星的光度隨年齡增大逐漸增強(qiáng)，這顆行星可能早就處在生命進(jìn)化的晚期。因?yàn)檫@個(gè)原因，在想象開普勒—452b的圖景時(shí)，有人做出了這樣的描述：日益增強(qiáng)的輻射可能蒸干了所有海洋，只留下被礦物沉積一圈圈包圍著的湖泊。

　　即便有了液態(tài)水，生命的孕育也是極其艱難的，它還取決于這顆系外行星是否有磁場(chǎng)的保護(hù)，能否使智慧生命免受太空各種高能粒子和輻射的傷害，是否有富氧的大氣層等更為苛刻的條件。

　　系外行星移民則更為遙遠(yuǎn)?！叭绻低庑行堑拇髿馓砻芑蛱”?，人類的心肺功能都將難以承受。比如金星表面就有90個(gè)大氣壓，載人登陸金星無法實(shí)現(xiàn)?！编嵱来赫f，地外智慧生命也有可能進(jìn)化到另一階段，那就不能再用人類的經(jīng)驗(yàn)去衡量了。

　　開普勒望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)探測(cè)到1.8萬顆系外行星，其中262顆位于宜居帶

　　“如果從太陽系外回望地球，地球就像是漂浮在空蕩蕩的宇宙中的一粒塵埃，一個(gè)暗淡的藍(lán)色圓點(diǎn)，相當(dāng)于太平洋中的一滴水?！编嵱来赫f。

　　就像單個(gè)人不希望孤獨(dú)，人類整體也不希望孤獨(dú)。搜尋類地行星，從未止步，找到“大表哥”開普勒—452b絕不是終點(diǎn)。

　　要在茫茫宇宙中尋找“小伙伴”并不容易。行星本身不發(fā)光，它表面的反射光相對(duì)恒星而言極為微弱，因此它們常常被掩蓋在母恒星的光輝內(nèi)，從地球觀測(cè)數(shù)百光年以遠(yuǎn)的恒星系統(tǒng)，難度可想而知。

　　早在1855年就有天文學(xué)家宣稱發(fā)現(xiàn)了系外行星，但當(dāng)時(shí)并沒有拿出令人信服的證據(jù)。直到1992年，科學(xué)家在一顆脈沖星的周圍發(fā)現(xiàn)了系外行星，這一發(fā)現(xiàn)帶來的驚喜，激勵(lì)著人類探索更遙遠(yuǎn)的宇宙空間。

　　2009年3月7日在美國發(fā)射的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡，就肩負(fù)著搜尋太陽系外類地行星的使命——對(duì)天鵝座和天琴座中約10萬個(gè)恒星系統(tǒng)開展觀測(cè)。

　　開普勒—452b不是開普勒太空望遠(yuǎn)鏡得到的第一個(gè)收獲。鄭永春介紹，目前，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)探測(cè)到1.8萬顆可能的系外行星，其中262顆位于溫度適宜的宜居帶。開普勒—452b，是迄今發(fā)現(xiàn)的與地球最為相似的一顆。

　　人類是如何看清地外行星的樣貌，感知地球“兄弟姐妹”們心跳的呢？

　　鄭永春介紹，凌日法是目前觀測(cè)太陽系外行星的主要方式，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡靠的就是這一本領(lǐng)。

　　“凌日”是行星經(jīng)過其所屬的母恒星前的現(xiàn)象?！安话l(fā)光的行星在經(jīng)過發(fā)光的恒星表面時(shí)，會(huì)對(duì)其光有一定遮擋，盡管這一變化不到0.01%，但卻能被靈敏的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到。”鄭永春說，科學(xué)家根據(jù)恒星亮度周期性的微弱變化，由此推算系外行星的大小和軌道周期。

　　至于對(duì)太陽系內(nèi)行星的探測(cè)，人類的手段就豐富了很多。目前世界各國已經(jīng)開展了上百項(xiàng)深空探測(cè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星和彗星等太陽系各種天體類型的探測(cè)。

　　“太陽系的半徑達(dá)10萬至15萬個(gè)天文單位（1天文單位等于1.5億公里），是一個(gè)非常巨大的空間，人類航天器抵達(dá)的最遠(yuǎn)天體也不過50個(gè)天文單位。因此，即便是太陽系，人類對(duì)它的了解也是極為有限的。在可以預(yù)見的將來，人類還無法飛出太陽系?！编嵱来赫f。

　　通過時(shí)光隧道，去地外行星可能就像坐一站公交車一樣方便

　　如果，人類真正發(fā)現(xiàn)了存在智慧生命的系外行星，我們能去看看它們嗎？

　　對(duì)于太陽系外類地行星的推測(cè)，目前大部分基于開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，并不是近距離的抵近探測(cè)。科學(xué)家一直希望實(shí)現(xiàn)的是：發(fā)射一個(gè)像“新視野號(hào)”那樣的探測(cè)器，到它們附近去拜訪。

　　中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員平勁松介紹，迄今為止飛得最快的深空探測(cè)器——“新視野號(hào)”飛行器已經(jīng)飛到50億公里之外，繼續(xù)努力可以飛到100億公里。

　　如果載人，恒星際旅行距離將受到更大限制?！澳壳?，人最長(zhǎng)可以在空間站上待一年。如果帶足水和食物，500天可以往返火星。”平勁松說。

　　開普勒—452b距地球1400光年，即使以光速前進(jìn)也需要1400年才能到達(dá)。我們現(xiàn)在觀測(cè)到的開普勒—452b的信號(hào)，實(shí)際上相當(dāng)于唐朝時(shí)發(fā)射出的一束光，現(xiàn)在才剛剛抵達(dá)地球。

　　“如果從現(xiàn)在開始趕赴開普勒—452b，按照‘新視野號(hào)’目前5.9萬公里/小時(shí)的飛行速度，飛到那兒需要約2709萬年，而人類在地球上的全部歷史也不過200萬年?！编嵱来赫f。

　　有沒有可能讓人類短時(shí)間內(nèi)抵達(dá)系外類地行星呢？

　　科學(xué)家的一種設(shè)想是利用曲速宇宙飛船，即科幻電影《星際迷航》中的太空行進(jìn)方式。其原理是：制造一種能夠令前方空間收縮而令后方空間膨脹的引擎，以空間的“變形”來推動(dòng)飛船前進(jìn)。由于空間膨脹的速度沒有任何限制，該飛船的速度就能超過光速。電影《阿凡達(dá)》中就實(shí)現(xiàn)了這種方式，影片中從地球飛到潘多拉星球，僅僅需要幾個(gè)星期。

　　但即便按曲速宇宙飛船的速度推算，到達(dá)1400光年外的開普勒—452b也需要6年多。

　　有沒有更快的方式？

　　科幻電影《星際穿越》呈現(xiàn)的蟲洞，可能是星際旅行最便捷的方式。作為穿越的時(shí)光隧道，蟲洞是一種特殊的結(jié)構(gòu)，它可以把時(shí)空中的兩個(gè)點(diǎn)直接連接起來。這就如同一張紙上相隔較遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)，通過折疊可以把它們重合在一起，兩者的距離就會(huì)大大縮短。

　　利用蟲洞結(jié)構(gòu)，人類可以制造出穿越時(shí)光的隧道。如此，理論上人類就有可能在較短的時(shí)間內(nèi)完成超遠(yuǎn)距離的空間甚至?xí)r間旅行。著名物理學(xué)家霍金曾提出，蟲洞就在四周，只是小到肉眼看不見，它們存在于空間與時(shí)間的裂縫中，“小到人類無法穿越”。有朝一日，我們也許能夠抓住一個(gè)蟲洞，將它無限放大，或許就能建造一個(gè)巨大的時(shí)光隧道。通過它去地外行星，可能就像坐一站公交車一樣方便。

　　大約10億年后，隨著太陽逐漸衰老，地球也可能將經(jīng)歷開普勒—452b現(xiàn)在正在經(jīng)歷的一切

　　以目前的技術(shù)水平，接近類地行星遙不可及——人類為何對(duì)此如此執(zhí)著？

　　“地球具有行星所固有的共同屬性，對(duì)系外行星的探索，不僅可以擴(kuò)展人類的知識(shí)，還可以顯著增加我們對(duì)地球和太陽系的過去歷史、現(xiàn)有狀態(tài)和未來演化方向的認(rèn)識(shí)?！?nbsp;鄭永春說。

　　天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，系外行星處于不同的恒星系統(tǒng)和不同的年齡階段。根據(jù)人類現(xiàn)有的對(duì)于天體演變的認(rèn)知，太陽的壽命約為100億歲，屆時(shí)，太陽將變成不發(fā)光的紅巨星，地球?qū)⒆兊貌辉龠m合生存。“太陽系已經(jīng)演化到了行星形成的晚期，但人類對(duì)行星形成的早期歷史并不清晰。通過系外行星搜尋，發(fā)現(xiàn)那些處于不同形成階段、不同類型的行星，有助于理解行星是怎么形成的、未來將向什么方向演化。” 鄭永春說。

　　比如，開普勒—452b所圍繞的恒星已經(jīng)60億歲，比太陽年長(zhǎng)15億年?？茖W(xué)家認(rèn)為，研究這顆恒星對(duì)于了解太陽系和地球的歷史演變、未來命運(yùn)具有非常重要的參考價(jià)值。

　　參與開普勒任務(wù)的科學(xué)家道格·考德威爾表示：大約10億年后，隨著我們自己的太陽逐漸衰老而變得更加明亮，地球也可能將經(jīng)歷開普勒—452b現(xiàn)在正在經(jīng)歷的一切。

　　“人類尋找系外行星，希望登陸外星乃至移民外星，并不是因?yàn)槟抢锔?，而是為了尋找人類未來的避難所?！编嵱来赫f，“地球上的生物會(huì)難以避免地面對(duì)重大的災(zāi)難性事件，生物大滅絕平均2600萬年發(fā)生一次。之前的災(zāi)難已經(jīng)滅絕了獨(dú)霸地球的恐龍，人類也可能會(huì)遭遇這樣的災(zāi)難。為了延續(xù)人類的火種，必須探索系外類地行星，尋找第二個(gè)家園?！?/p>

　　在平勁松看來，探索類地行星最為實(shí)際的意義是帶動(dòng)新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用?！盁o論是在地上造望遠(yuǎn)鏡、把望遠(yuǎn)鏡送到天上，還是把無人、有人的飛船送到太空，這一過程往往伴隨著技術(shù)的突破，改變?nèi)祟愇拿鞯倪M(jìn)程。”

　　尋找類地行星，更包含著人類對(duì)地外文明的向往和精神寄托。在時(shí)空穿越未能成為現(xiàn)實(shí)之前，人類也一直希望請(qǐng)“外星人”來地球坐坐。比如，其他行星的“天文學(xué)家”可以借助地球洋面對(duì)光的反射，發(fā)現(xiàn)我們這顆藍(lán)色“水球”。1972年，“先驅(qū)者10號(hào)”飛行器在飛往太空研究木星的同時(shí)，還攜帶上了表明地球文明外貌、位置的金屬板，以及其他表示友好的圖片、聲音、音樂等。人類希望有一天和外星文明對(duì)話，科學(xué)家甚至連溝通的語言都想好了。