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“另一個地球”改變了什麼?

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作者:孫正凡

在前沿科學技術領域,科學研究和科學幻想之間的界限正在越來越模糊。也許再過幾代人,我們真的就會實現《星際迷航》那樣的劇情,我們的某一代子孫將成為宇宙人類。

2014年7月24日,美國航空航天局宣布“開普勒太空望遠鏡”發現一顆距離地球1400光年的類地行星“開普勒452b”,它與地球的相似指數達到了0.98。1400光年對於當前的航天技術來說是遙不可及的,那麼為何人類仍花大價錢試圖去尋找這些隻能看不能摸的目標?

科學發現改變三觀

開普勒太空望遠鏡這個名字是紀念偉大的天文學家約翰內斯·開普勒,他在17世紀初發現了行星運動三定律,從而證明並發展了哥白尼的“日心說”,確定了我們的地球僅僅是太陽係裏的一顆普通的行星。幾十年後,牛頓以行星運動三定律為基礎,提出了萬有引力定律,解釋決定宇宙運行的基本規律。開普勒的影響不僅僅是在科學領域,也極大地改變了人類思考世界的方式。

在“日心說”被證明以前,在地心說係統裏,人們一般認為地球(以及人類)有極其特殊的地位,甚至認為地球和日月五星就構成了整個宇宙,至於恒星,那不過是包裹在“宇宙”外圍的一層球殼。這類想法後來被稱之為“單世界”理論。實際上這個想法又與自古以來人類信奉的宗教和神話觀念有關。在神話時代,這個世界是由神靈創造的(所以並不大),而且特意為人類而創造的。可以說所有的古代宗教和神話,在解釋世界為何如此的回答中,都是以人類為中心,以大地為中心,不管多麼厲害的神靈或妖魔鬼怪,都是圍繞著人類的生活為中心。當然,這些時代的科學水平還很低下,不足以抵消這些神話,而神話本身也給人類提供了對“安全感”的需求。

科學革命時代以來,隨著知識的增長和積累,隨著人們逐漸掌握了關於世界運行的科學規律,科學就像一支照亮黑暗的蠟燭,使人類逐漸擺脫了過去對神靈和魔鬼的恐懼,迷信退隱,理性顯現。哥白尼的“日心說”的提出,尤其是開普勒等天文學家的發展,使人們發現了地球在太陽係裏的真實地位。17世紀已經有哲學家提出,我們太陽係在這個世界並不是唯一的,每顆恒星都是一個類似太陽係的世界,這就是“多世界理論”。也就是說,早在人類有能力去尋找係外行星之前,早就孕育了不斷向外求索的動力。

1950年代開始的太空時代,帶來的不僅僅是科學技術的飛躍和全新的宇宙觀,也給美國帶來了巨大的社會和經濟利益。美國通過阿波羅載人登月工程和太空探索的巨大成就,樹立了美國不可戰勝的科技強國形象,而且通過美國航空航天局與社會企業的協作,推動了一大批科技創新,並且獲得了豐厚的經濟回報。

從“我”出發,理解宇宙

迄今為止,地球仍然是我們所認識到的唯一存在生命的星球,是我們在茫茫太空中生存繁衍的唯一基地。當我們尋找宇宙中可能供生命存在的係外行星時,也是以人類自身生存為標準的。

包括開普勒太空望遠鏡在內,搜尋係外行星的探索中,最令人感興趣的還是處在“宜居帶”內的類地行星。所謂宜居帶,就按照我們地球的樣板,離其所屬恒星不太近也不太遠,溫度適中,允許液態水存在,從而適宜生命(與地球碳基生命類似)存在的區域。就太陽係來說,宜居帶的範圍基本上是從金星軌道到火星軌道。

當然對於恒星也有要求,它應該是一顆像我們太陽這樣單獨存在的恒星,質量也應該與太陽相差不太多。因為這樣的恒星演化時間足夠長(壽命以十億、百億年計),有足夠的時間允許行星形成,更能滿足生命從無到有,從簡單到複雜的演化過程。類地行星更不用說,海洋是生命的搖籃,陸地是生命壯大並得以自由發展的舞台;具有類似特征的木衛二、土衛六也成為當前航天探索的熱點對象。當然也有科幻作家,包括像霍金等科學家設想在氣態行星中可能也存在某種形式的生命,但在沒有生物學證據之前,這些還隻是幻想。

1980年,行星天文學家卡爾·薩根在參與“伽利略號”項目時,實施了一次“從外太空係統觀測地球”的實驗。“伽利略號”是前往木星的探測器,為了借助引力彈弓效應加速,它會再次飛過地球。當時它離地麵隻有約1000千米,薩根等天文學家發出指令,調用了“伽利略號”上的儀器瞄準了地球。通過獲取的光譜等資料分析,他們能夠推斷出大氣、水、雲、海洋、冰川,以及生命跡象。