外星文明還會不會遠呢?
問題:超級地球已被發現,外星文明還會不會遠呢?
我的回答可能讓對超級地球期望值過高的朋友失望了。因為所謂超級地球,與地球相去甚遠,只是一個說法或者噱頭,與所謂外星文明幾乎沒有啥關系。
首先我們來了解一下什么叫“超級地球”。所謂“超級地球”至少有這么幾點特質:它必須是一顆行星,而且是一顆類地行星;它比地球大,所以才“超級”。僅此而已。
地球是太陽系里的一顆行星。行星是圍繞著恒星運行,本身不發光發熱的天體。在一個恒星系統,除了恒星,行星是比較大的天體,其軌道自我獨享,科學的標準說法就是:自身引力清空了軌道附近的其他天體,圍繞著行星運行的衛星除外。
行星分為兩大類,一類是類木行星,一類是類地行星。類木行星又叫氣態行星,除了核心有一個較小的石質內核,其余部分主要由較輕的氣體構成,氫和氦占據主要成分,沒有固體表面。類木行星一般密度較小,體積較大,因此又叫氣態巨行星;而類地行星,就是結構和地球差不多,有一個硬質巖石外殼包裹,有固體表面,相對類木行星體積要小很多。
太陽系有4顆類木行星,就是木星、土星、天王星、海王星;4顆類地行星,即水星、金星、地球、火星。在太陽系的類地行星中,地球質量最大,因此在太陽系里面沒有“超級地球”,所謂“超級地球”都是指系外行星(這里專指太陽系以外行星,后同)。
系外行星有幾多?系外行星就是出了太陽系,繞著其他恒星運行的行星。宇宙中恒星極多,光我們銀河系就有4000億顆,現在天文學界的觀測建模認為,宇宙中約有萬億乃至10萬億個星系,恒星就有億億顆以上,而恒星絕大多數都有行星相伴,且行星數量比恒星要多,因此宇宙中行星更無法計數了。
我們肉眼只能夠看到極小一塊周邊天區,能夠看到的恒星有6000多顆,但由于行星與恒星相比,完全不在一個數量級,且本身不發光,因此肉眼是完全看不到系外行星的,即便用最好的天文望遠鏡,直接觀測到的系外行星也極少。
自從1992年人類發現了第一顆系外行星,迄今已經發現了4000多顆系外行星,用直接成像法觀測到的只有10來顆,其余所有的行星都是通過凌日法、相對論法、天體測量法、重力微透鏡法、徑向速度法等方法間接推算出來的。即便直接成像看到的也就是個把像素的模糊亮點,根本無法看清。
因此科學界對系外行星的研究,還一直處于數理建模階段,對這些行星上的實際狀態還只是估計兼統計,距離真正確定地外生命和文明還有很大距離。
“超級地球”與生命和文明不搭架。前面說了,“超級地球”只不過是比地球大的類地行星。在所有發現的系外行星中,極少有比地球小的,這或許是因為人類觀測手段能力還較弱,比地球小的系外行星更難發現的原因吧。而發現的行星除了類木行星就是類地行星,只要是類地行星,就幾乎都比地球大,因此都可以稱為“超級地球”。
現在隨便列舉幾個“超級地球”:
2005年發現的格利澤876d,是圍繞著格利澤876恒星運行的一顆類地行星,質量約地球的7.5倍,由于其距離恒星很近,表面溫度達到650K;而獵行者們在銀河系深處,距離我們9000光年,發現一顆與地球結構及其相似的類地行星,質量約地球的15倍,但表面寒冷,沒有液態水存在;格利澤581恒星已發現有6顆行星圍繞其運行,其中兩顆比地球質量大10倍以上類地行星,可能存在液態水。
現在天文學家們幾乎每年都發現若干顆所謂“超級地球”,因此“超級地球”在宇宙中很多,它們有的火熱如熔爐,有的酷寒勝冰窟。因此,這些所謂“超級地球”并不像一些人想象的那樣,就是地球的孿生兄弟,氣候宜人,風吹草低的。
生命和文明的搖籃是宜居帶行星。現在發現的絕大多數系外行星,其主恒星都是比太陽小的紅矮星,這些恒星質量在太陽的10~15%左右,紅矮星的壽命超長,一般可達數萬億年,因此科學界認為,紅矮星是生命和文明的搖籃。
根據地球生命的孕育和生存條件,行星需要有一個適宜的溫度,還要有液態水。因此天文學界提出了一個宜居帶理論,也就是根據恒星的溫度和光度,行星軌道要在一個適當距離,才能夠允許有液態水的存在。在太陽系,金星、地球、火星就在宜居帶范圍,而地球正好在宜居帶的中心。
系外行星有不少“超級地球”在宜居帶,讓科學界比較感興趣的就有上面說的格利澤581b;還有距離我們最近的恒星比鄰星,也有兩顆行星,其中比鄰星b約地球質量的1.3倍,正好在宜居帶;而距離我們第二近的恒星巴納德星,圍繞其運行的若干顆行星里,也有一顆“超級地球”在宜居帶稍遠處,這顆行星質量約地球的3.2倍。
但這些宜居帶星球就一定會誕生生命嗎?不一定。我們現在已知,即便在太陽系金星和火星這種與地球十分相像的類地行星,生命也與它們毫不相干。
紅矮星的宜居帶與太陽系完全不一樣。由于紅矮星質量、光度、溫度都比太陽小很多,這些圍繞在紅矮星周圍行星的宜居帶都距離恒星很近,如比鄰星b,距離比鄰星只有約750萬公里,只是水星距離太陽的13%。
由于距離太近,就完全不像地球這樣的宜居帶,優哉游哉令人心曠神怡了。它們呈現了幾個與我們地球完全不同的特點:一是會被潮汐鎖定,就是被恒星鎖死了行星的自轉,永遠只有一面向著恒星,這樣這顆行星對著恒星和背著恒星不同面就是冷熱兩重天的環境;二是由于距離恒星太近,恒星表面爆發的耀斑,產生強大的X射線和紫外線,殺死行星上的一切生命。
防止這種傷害的條件是,行星必須有足夠的大氣濃度和厚度,還要有強大的地磁保護。而這種行星的生命,只有在陽光面和陰暗面交界處茍活。可惜,人類的觀測水平迄今對這些并不清楚。因此,有了“超級地球”,即便是知道這個“超級地球”在所謂宜居帶,也不能認為就有生命存在。
而文明是生命或者智慧發展到高級階段的產物,就更難奢望了。不過宇宙中并非只有地球生命形式一種可能,或許還允許許多可以在我們認為極為惡劣環境中崛起的文明,那么怎么來發現這些文明呢?
“傾聽”和“看”是科學界尋找外星文明的主要手段。現在尋找地外文明的方法大致有兩種,一種是“聽”,一種是“看”。聽就是用巨大射電望遠鏡發達傾聽來自宇宙的電波,從這些電波中分析出哪些是自然現象,哪些是有規律的“人為”現象;看就是除了前面說的尋找系外行星,還用巨大空間望遠鏡,包括光學的、射電的、射線的各種頻段望遠鏡,查找能夠看到的億萬顆恒星,看看是不是有“異常”現象。
所謂“異常”現象,就是除了自然發生的各種現象,尋找其中是不是存在有規律的“人為”現象。這其中,尋找“戴森球”現象,就是一個重要的“異常”現象。
所謂“戴森球”是愛因斯坦的助手弗里曼·戴森上世紀提出的一個理論,他認為當文明發展到一個較高階段時,所需能量非常巨大,在一個恒星系統,恒星能量是最大能量來源,只有利用恒星能量,才能夠完成文明的繼續升級。最好的利用方法,就是在恒星周圍制造一個巨大的外殼球體,將恒星包裹起來,最大限度汲取恒星能量。
“戴森球”尺度有多大呢?如在太陽系,“戴森球”半徑約1.5~2億公里,也就是在地球軌道左右,建立一個巨大的殼體包裹太陽。當然這個殼體并非是一個空殼,而是可以轉化太陽能的設施,以及人類能夠在其上建設太空城,最終全部轉移到太空城市生活。
科學家們認為,這是任何宇宙文明升級到二級文明必由之路。而戴森球建設一定會對恒星產生遮光現象,因此在掃描太空時,只要找到恒星有重大遮光現象,排除掉自然因素,那里就可能存在比人類文明更高級別文明智慧體,也就是所謂的“外星人”。
折騰了半個多世紀,雖然發現過幾次疑似“戴森球”現象,但迄今并沒有確切證據敲定哪顆恒星真正有“戴森球”文明存在,也沒有發現任何地外生命跡象,包括在太陽系。因此所謂超級地球,以及什么地球大表哥、大姨媽、姊妹等等,與生命和文明毛關系都沒有,基本就是一些夸張和噱頭。而尋找地外生命和文明的主要目標依然是:有規律的電波、宜居星球、具有“戴森球”現象的恒星。
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