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科普文章速译之一——你好?

已有 4106 次阅读 2014-11-9 20:01 |系统分类:科普集锦

(题目)

你好?

----MarkBuchanan (马克.布坎南)

 

写在前面:

 

在茫茫的宇宙中,只有两个可能,要么我们是上帝的孤儿,要么我们还有其他兄弟姐妹。然而,这两种可能却令我们或者他们感到同样地恐惧和不安。——Arthur C.Clarke

 

(正文):

   在未来的二十年内,人们发现外星智力物种的可能性有多大?我想,对着这个问题的答案,绝大部分的人都会一直认为:非常非常小。实际上,如果发现外星物种的机会不是绝对为零—我们不是上帝的孤儿—那么今天,我们有理由说:发现外星智力物种的可能性正在超乎想象地快速地变大。今天选择相信人们会在未来的二十或者五十年内发现地球之外的生命的说法,绝对不是一个无厘头。

   之所以这么说,是因为目前天文学家正在以难以置信的速度发现其他恒星的卫星。1992年,在距离地球50光年的飞马座星系,MichelMayorDidier Queloz首次发现了外部行星(太阳系以外的行星)——51 Pegasi b,绰号“Bellerophon”(伯洛,希腊神话中天马弩手的象征)。但是,在之后的20年内,有1500颗外部行星以井喷的速度被天文学家发现,并有额外的3500颗星球非常有可能也属于外部行星这个大家庭[1]。正在La Silla 天文观测站服役的高精度径向速度行星搜索器(HARPS)以及已经退役的开普勒天文望远镜,能够一次发现并指认上百颗行星,它们极大地提高了人们发现外星智力物种的可能性。

  我们知道,外部行星的种类繁多,包括如木星一样的大胖子,以及非常靠近母星的周期不到一天的小行星。就在三年前,人们发现了HD85512b,它的质量只有地球的3.6倍,幸运的是,它的轨道处于可居住区域的边缘——恒星周围的一个狭窄的区域,在这里行星可以有足够的大气压并可能存在液态的水。令人鼓舞并恐惧的是,天文学家预测表明,仅仅在浩瀚的银河系里,就大约有100亿颗类似地球尺寸大小的行星,和地球一样处于其母体恒星的可居住区域内。

   鉴于此,天文学家已经开始把天文射电望远镜逐渐对准了部分外部行星,希望从哪里获取一些“生命”迹象——或许是音乐,也可能是奇怪的语言,哪怕是那些我们目前尚不能够完全理解的奇怪信号。

   好消息总是有的,就在去年,SETI研究所的天文学家从已经被开普勒万天文望远镜确认的外部行星中,发现了频率在1.1-1.8GHz的高频辐射。他们集中精力研究了那些与地球类似的对外行星(表面温度大约在230K380K之间),寻找具有5Hz谱线宽度的窄带信号,因为这些信号被认为不具有位于地球的发射源。结果令人失望,搜寻一无所获,但是并不令人惊奇。据此,科学家认为目前已知的这些外部行星中,只有不到1%的行星能够发射我们所感兴趣的电波信号。当然,他们可以发射其他的东西,不过都是我们所不感兴趣的。SETI研究团队已经着手去寻找激光信号,必须要知道,这种努力仅仅是面对一大堆可能信号去做的第一步尝试。

   无论如何,我们即将在寻找外部行星和研究外部行星两个方面同时取得更好,更快的突破。我们已经知道了5000多个外部行星,并会在未来十年之内完成对他们的大致探索。去年11月,欧洲宇航总署(ESA)已经发射了盖亚(Gaia)宇宙飞船,现在已经飞至距离地球150万千米的太空中。接下来的5年内,盖亚会用她的望远镜对银河系中1%的恒星(约10亿颗)进行彻底搜索。天文学家们期望,盖亚在促进我们理解银河系演化的同时,能够同时最终确定数以千计的行星系统。

   2017年,美国宇航局(NASA)的凌日凌日行星调查卫星(TESS)将发射升空,并追随盖亚的步伐,对距离地球100光年之内的约50万颗星球进行探索。这一步完成之后的两年,TESS将会通过探测星球亮度的凹陷去指认更多的外部行星。科学家预测,TESS会找到大约几千个外部行星,其中约500个左右的外部行星跟地球有类似的尺寸或者比地球略大一些。重要的是,这些被TESS发现的外部行星,都距离其母星比较接近,从而有利于我们对其特点进行更细致的研究——比如他们的质量,大小和密度等。

   据此推断,到2020年,我们会了解超过1万颗外部行星;到2030年,如果技术的进步保持如今的速度,那么我们有可能会了解几十万颗外部行星,甚至是上百万颗,他们中的很多个都位于可居住区域并和地球有类似的自身条件。一旦这些外部行星被我们系统地研究,那么如果宇宙中的“生命”不止一种,我们可能会发现不止另外一个新的物种,而是更多新的物种。

   退一步讲,如果我们没有发现新的智力物种,这种研究本身也会极大地促进我们对行星系统的理解。实际上,在过去的十年中,无论是从太空还是从地球进行观测,用于研究行星环境的光谱技术取得了长足的进步。利用这样的技术,人们已经完成了对50颗不同外部行星的温度以及环境成分的研究。结合行星的质量和大小,科学家现在能够对行星内部的主要组成部分,岩质行星的挥发物比例和岩石种类进行合理推测,甚至是对行星大气层的性质进行限定。即便是还没有新的“生命信号”被发现,但就像我们在过去1个世纪内对太阳系做的那样,科学家已经可以把那些外部行星形成过程的差异拼凑在一起了。

   现在,我们有理由相信,我们正处在人类历史上最特殊的一段时期内。在很久很久以前,我们的祖先从非洲的树顶走到地面上,缔造了科学,技术和工业,并把支离破碎的世界联系在一起,去探索宇宙最初的一刹那。那么截止今天,我们已经知道了无数类似地球一样的星球,并逐步,逐步与她们其中的一个取得联系,我们真的非常有可能做到,或者是我们接下来的一代。

   不过,对于人类而言,去外星生物取得联系的那一刻将会是极其特殊,并十分危险的时刻。实际上,“在茫茫的宇宙中,只有两个可能,要么我们是上帝的孤儿,要么我们还有其他兄弟姐妹。然而,这两种可能却令我们或者他们感到同样地恐惧和不安。”——Arthur C.Clarke

(完)

 

欢迎有兴趣的童鞋批评指正!

 

参考:

[1] http://exoplanets.org/

 

原文:

http://www.nature.com/nphys/journal/v10/n9/full/nphys3088.html

 




https://blog.sciencenet.cn/blog-332266-842301.html

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