【菜科解读】
一百年来,科学家们采用越来越先进的仪器设备搜寻外星人,这些设备包括但不限于陆地和太空的各种类型天文望远镜、无人探测器等等,从近及远,希望在茫茫宇宙中找到知音。
但一直都在失望中,太阳系没发现,远离太阳系亿万光年的深空也没发现。
这至少说明了两个问题,一是就是在宇宙中生命和文明太稀有,知音难觅;
二是人类的科技和探测水平还处于很低层次,无法发现即便近在咫尺的外星生命和文明。
随着各种地面天文望远镜、太空望远镜的不断提升,科学家们的目光从太阳系内逐步转向太阳系外,寻找可能存在生命的行星。
1992年美国阿雷西博天文台发现了第一颗太阳系外行星,迄今已经有5000多颗太阳系外行星被发现。
科学家们按照地球生命孕育和存在条件来寻找地外星球的生命之源,即寻找所谓的宜居星球。
地球是一颗具有岩石外壳的行星,这样才能够适宜生命在表面活动;
其次地球存在液态水,海洋才是地球生命的摇篮。
而适宜温度,是液态水存在的前提条件,目前地球平均气温约为15℃。
科学家们认定这是目前认知生命存在的两个硬条件,系外行星如果具备这两个条件,就属于宜居星球。
行星本身不发光发热,主要依靠恒星的辐射能量才能保持温度,这样宜居星球就至少要与主恒星保持一定距离,远了不行,近了也不不行;
宜居星球还不能像太阳系木星、土星、天王星、海王星那样的气态行星,而是像地球、火星这样的岩石行星。
符合这两个条件的行星极少,在已经找到的5000多颗太阳系外行星中,类地行星大约只有几百颗,宜居带行星只有几十颗。
当然,除了以上最重要的两项条件,要让生命孕育和存活还有许多严苛的要求,这样科学家们弄了个地球相似度指数,英文为Earth Similarity Index,简称为ESI,就是根据行星半径、密度、质量、逃逸速度、表面温度、处在宜居带的位置等,通过公式量化打分,取值0~1之间,0代表完全不同,1代表完全相同。
一般认为0.5分以下的行星是不适宜生命存在的,相似度越高,孕育和存在生命的可能性就越高。
在我们太阳系,除了地球,还有三颗类地行星,它们的ESI值分别为:水星0.6,金星0.44,火星0.7。
金星是距离地球最近的行星,且质量和地球差不多,又距离太阳系宜居带最近,为啥ESI反而只有0.44呢?这就是因为那里的大气和表面状态十分恶劣,被称为太阳系的地狱行星。
而火星ESI值为0.7,是太阳系与地球相似度最大的行星,这也是科学家们正在努力奔赴火星,企图开发火星的原因。
而太阳系外一些经过科学家们精挑细选出来的行星,却有不少高于火星ESI值的星球,如格利泽-832 c为0.81,开普勒-442 b为0.83,开普勒-62 e为0.83,格利泽-667 Cc为0.84,开普勒-438 b为0.88等。
距离我们最近的恒星比邻星也有两颗行星,其中比邻星b的ESI值也高达0.86。
而我们今天重点要说的这颗蒂加登星b星,ESI值竟高达0.95!这是迄今为止,科学家们在太阳系外发现与地球最接近的行星,说它是地球的表兄弟甚至亲兄弟都不为过,那么那里会存在蒂加登星人吗?
现在开始说重点:蒂加登星b是一颗怎样的星球?
2003年,科学家在白羊座发现一颗暗弱的恒星,被称为SO J025300.5+165258,距离我们12.5光年。
这项发现是NASA一个研究小组在搜寻之前的小行星数据资料中意外找到的,由此就以这个研究小组组长、NASA天体物理学家博纳尔·蒂加登的名字命名,被称为蒂加登星。
为了方便读者理解,这里简要说一下系外行星的命名规则。
一般来说就是在发现的恒星后面加上小写字母a以后的英文字母,a一般用于恒星,不用于行星。
因此某恒星系统第一颗被发现的行星就被称为某恒星b,其次就类推为c、d、e、f、g…等等。
蒂加登星现在发现了两颗行星,被分别命名为蒂加登星b和蒂加登星c,我们要说的ESI值达到9.5的行星就是蒂加登星b。
为什么其与地球相似度这么高呢?首先,其公转轨道处于蒂加登星的宜居带,因此其表面温度适宜,这样,这颗星表面就很可能存在着液态水;
其次,这颗星是一颗类地行星,其大小约地球的1.05倍,也就是个头质量与地球差不多,生命承受的重力也与地球相当。
这是宜居星球最重要的两项指标,蒂加登星b都符合,通过计算其ESI值达到惊人的9.5。
但因此就认为那上面一定会有我们的知音,就有些过于乐观了。
实际上,蒂加登星b还有许多与我们地球不一样的条件,有些甚至令人细思极恐。
蒂加登星b的主恒星蒂加登星是距离太阳最近的恒星之一,排在第24位。
但这颗恒星很小,是一颗红矮星,质量只约太阳的8.9%,表面温度只有约2600度,不到太阳的一半,光度只有太阳的约十一万分之一,视星等为15.4等,距离人类肉眼能看到的6等星亮度差了5757倍,因此很晚才被发现。
由于恒星很小,亮度热度较低,其行星为了获得可保存液态水的温度就必须距离恒星较近,因此在所谓宜居带的蒂加登星b距离蒂加登星就只有约0.025天文单位,约375万公里,也就是约为地球与太阳距离的0.025倍,约水星与太阳距离的十六分之一。
根据蒂加登星的亮度和温度,在这样一个距离相当在我们太阳系的地球和金星轨道之间,正好是在宜居带,让蒂加登星b的表面气温能够保持在0摄氏度以上,理论上应该比地球更热一些,具备存在液态水的条件。
但这种距离不可避免可能会发生两个事件:其一,蒂加登星强大的引力潮汐力很可能早就将蒂加登星b潮汐锁定了,就像月球被地球潮汐锁定一样,永远一面朝着主星;
其二,强大的恒星风让蒂加登星b的大气很难保留。
这样,蒂加登星b会成为一个冰火两重天的世界,朝着主恒星的一面处于永远的白天炽热状态,水被蒸发殆尽,而背着主恒星的一面则永远处于黑暗的冰封酷寒中,连大气都被冻结。
而且,许多红矮星都是耀星,所谓耀星就是恒星上每天会出现几次超级耀斑爆发,紫外辐射会瞬间增强几百乃至上万倍,在耀斑爆发的几分钟内,恒星都会由红色变成蓝色,这种强烈的紫外辐射会杀死行星上一切生命,同时吹跑行星大气。
大气和地磁是地球生命保护的双重铠甲,蒂加登星b没有了大气和地磁保护,将受到来自蒂加登星的强烈辐射,生命很难存活。
而且,这样近的距离让绕蒂加登星公转一圈只需约117个小时,每秒线速度约56公里。
也就是如果那里真的有蒂加登星人,他们约4.9个地球日就过了一年。
当然,由于已经被潮汐锁定,就没有了一年四季,倒也感觉不到一年的寒暑变化。
那么,蒂加登星b在这样的环境下会有生命存在吗?
现在还是个未知数,也只能是个未知数。
因为人类现在的观测水平还很弱,无法看清那里的一切,甚至根本看不到蒂加登星b的存在,只是通过大型天文望远镜分析恒星的光变和引力摄动,来估计那里的情况。
如果要证实那里到底有没有蒂加登星人,最好的办法就是到那附近去看一看。
可惜,现在人类的航天速度还处于蜗牛时代,虽然无人探测器通过行星引力弹弓效应已经达到了秒速200公里,但载人航天的速度还只能勉强达到第二宇宙速度,也就是每秒11.2公里。
如果要飞出太阳系,至少要达到第三宇宙速度,即每秒16.7公里。
如果载人航天在短期内达到第三宇宙速度,按每秒17公里的速度飞到蒂加登星去,一切都顺利的话,旅途也要22万年;
即便无人探测器200公里秒速,飞往蒂加登星也需要18700多年。
因此,要去蒂加登星看一看的愿望,在今天还只能是个不切实际的梦。
这样,那里有没有蒂加登星人,就无法定论了。
不过科学家通过分析,认为那里的生命存在条件并没有上述说的那么悲观,主要原因如下:
1、蒂加登星的年龄至少已经有80亿岁了,这样比太阳就大了约35亿岁,作为红矮星年轻气盛的耀星时期已经过去了,恒星运行已经平稳多了,因此对蒂加登星b就友好多了,不至于有那么恶劣的辐射环境。
2、即便蒂加登星的大气被吹跑了,又没有地磁保护,但只要有海洋存在,同样可以孕育和生存生命,因为海洋可以隔离和吸收辐射,生命可以生存在深水里。
3、即便被潮汐锁定,一面固定对着恒星,另一面永远得不到光照,但如果有空气流动的话,依然能够传递热量,让背面也能感受到温暖;
而且,在晨昏带,就是白天与黑夜的交界处,还有一圈恒温带,完全适宜生命存在。
4、相对太阳这样的黄矮星,红矮星寿命超长,因此具有让生命稳定生存很长的时期,这个时间长达几百上千亿年,蒂加登星寿命可达万亿年。
而太阳寿命只有100亿岁,而且让地球生命宜居的时间只有10~15亿年。
5、现在的蒂加登星b比地球年龄大了35亿岁,如果蒂加登星人像人类一样的时间出现,现在文明已经有35亿年了,那是何等先进的文明啊。
所以,科学家们还是看好那里的生命,更期盼着那里出现文明。
如果那里真的存在高级别文明,我们去不了,说不定哪天蒂加登星人就来到我们面前呢。
可现实却像一盆冷水,有个叫“光速限制”的家伙,像一道无形的高墙,横在人类和外星文明之间。
这光速限制到底是啥?它咋就把大家困住了呢?今天咱就来唠唠这神秘又让人无奈的光速限制。
古代“信息延迟”的无奈:光速限制的“前世小预告”在古代,信息传递那叫一个慢。
就说打仗吧,前线战事吃紧,消息得靠快马加鞭往回送。
有时候,等皇帝收到消息,黄花菜都凉了,战局早就变了样。
于是就有了“将在外,君命有所不受”的说法,为啥?因为信息传递太慢,皇帝的命令传到前线,情况早就不一样了,将领只能自己看着办。
这其实就是光速限制在古代的“小缩影”,只不过那时候大家还不知道光速是啥,只知道信息传递慢得让人着急。
爱因斯坦的“宇宙禁令”:光速限制的“正主登场”到了近代,爱因斯坦横空出世,他的狭义相对论就像一颗重磅炸弹,在物理学界炸开了花。
相对论告诉我们,光在真空中的速度大约是每秒30万公里,这可是宇宙中的速度极限,任何有质量的物体都别想达到或者超过它。
这就像给宇宙定了个规矩,谁都得遵守。
就好比一场跑步比赛,光是那个永远跑在最前面,谁也追不上的冠军,其他选手只能眼巴巴地看着它远去。
爱因斯坦还指出,当物体的速度接近光速时,它的质量会急剧增加,所需的能量也会呈指数级飙升。
打个比方,你要让一艘1吨重的飞船达到99%的光速,那得消耗相当于全球数年总发电量的能量;
要是想达到光速,所需能量就会趋向无穷大,这在现实中根本没法实现。
就算未来人类掌握了核聚变甚至反物质能源,也满足不了这么庞大的能量需求,更别说建造能承受极端质量变化的飞船结构了。
星际“慢递”的尴尬:光速限制下的信息困境光速限制带来的最直接问题,就是信息传递的巨大延迟。
在星际时代,这种延迟会被宇宙的尺度无限放大。
比如说,地球收到来自1光年外前线的战报,那消息可是整整走了1年才到。
想象一下,2021年春节,地球收到1光年外传来的喜讯,说前线打胜仗了,地球人高兴得大摆喜宴庆祝。
可实际上,这已经是1年前的战况了,在这1年里,前线局势可能早就逆转,外星势力发起反扑,地球将士正陷入水深火热之中呢,地球的庆祝不过是对“过去”的徒劳欢呼。
就算把距离拉近到太阳系内部,这种延迟依然存在。
如果太阳附近发生一场星际“对决”,其结果要等8分钟后才能被地球上的人类观测到。
要是人类文明扩张到2光年外的星球,消息往返需要4年;
扩张到200光年外,单次信息传递就要200年;
要是到了2万光年外,信息从星球传回地球需要2万年,地球发出的回信再抵达目的地又要2万年。
在这4万年的时间里,地球的统治者都不知道换了多少代,星际殖民地与母星的联系也会逐渐断裂,到时候,2万光年外的殖民地指挥官,估计早就把地球抛到九霄云外,不会对地球保持忠诚了。
宇宙“孤岛”的命运:光速限制下的文明困局光速限制就像一道透明的屏障,把银河系分割成无数个“孤岛”。
对人类来说,它阻碍着我们的星际梦想,让我们很难在星际征程中保持整体的团结与统一,反而会走向“各自为政”的分裂状态。
按照天文学家卡尔达舍夫提出的“卡尔达舍夫指数”,文明被划分为三个主要等级。
I型文明能完全掌握并利用母行星的所有资源与能量;
II型文明能掌控整个恒星系统的资源,甚至可以直接利用恒星的能量;
III型文明能驾驭整个星系的资源,在星系尺度内自由穿梭与发展。
可人类文明目前连I型文明都还没达到,只能利用地球部分资源,对海洋、地核等深层资源的开发还处于初级阶段,在可控核聚变等关键能源技术上虽有突破,但距离“完全掌握行星资源”还有很长的路要走,科学家估算人类文明当前等级仅约为0.7型,相当于处于“婴儿期”的文明。
就算人类未来能达到II型文明,向III型文明迈进的道路也会被光速彻底封死。
因为III型文明所需的“星系尺度统筹能力”,与光速限制下的“信息延迟困境”完全矛盾。
银河系直径约为10 - 18万光年,不同星球之间的距离动辄数千、数万光年,信息传递需要数千年甚至数万年,资源调度的周期更是难以想象,人类根本无法实现有效的协调与管理。
外星文明的“同款烦恼”:光速限制的“宇宙通用版”这光速限制可不只是针对人类,就算宇宙中存在外星文明,它们大概率也得被这道鸿沟困住。
假设某个外星文明比人类先进数千年,掌握了接近光速的航行技术,可它们还是要面对“时间膨胀”的困境。
对飞船上的宇航员来说,以99%光速飞行100光年,主观时间仅过去约14年;
但对他们的母星而言,时间已流逝100年。
这意味着,当宇航员返回母星时,亲友早已老去,文明可能已发生翻天覆地的变化,这种“时间差”会让星际航行失去“回归的意义”,更别说跨越数十万光年的银河系直径,或前往更遥远的其他星系了。
而且,星际空间并非真空,而是充斥着稀薄的气体、尘埃和高能粒子。
以接近光速飞行的飞船,哪怕撞上一颗微小的尘埃,也会因巨大的相对速度产生相当于核爆炸的冲击力,瞬间摧毁飞船。
要为飞船配备足够的防护装置,又会大幅增加飞船质量,进一步加剧能量消耗的难题,这就像一个无解的循环,让光速航行的可行性愈发渺茫。
突破幻想与现实困境:光速限制的“未来猜想”虽然光速限制目前看起来牢不可破,但人类从未放弃突破它的幻想。
有人提出了虫洞和曲速引擎的概念。
虫洞理论认为,宇宙中存在连接两个时空的“通道”,通过虫洞可以瞬间跨越遥远距离,但虫洞需要“负质量物质”来维持稳定,而人类目前尚未发现任何负质量物质的存在。
曲速引擎理论认为,可以通过压缩航天器前方的空间、扩张后方的空间,让航天器“乘坐”空间的“波浪”前进,从而突破光速限制,但这种技术需要消耗巨大的能量,相当于将整个木星的质量转化为能量,以目前人类的技术水平,完全无法实现。
不过,宇宙中仍然充满了许多未解之谜,例如暗能量和暗物质的本质,以及黑洞内部的物理规律。
这些未知领域可能蕴含着颠覆我们对光速认知的秘密。
说不定未来的某一天,人类会发现新的物理原理,找到突破光速限制的方法,到时候,我们就能真正实现星际穿越,和外星文明来一场面对面的交流啦。
光速限制就像一个神秘的宇宙谜题,它既限制了人类和外星文明的发展,又激发着我们不断探索未知的欲望。
在这道看似无法逾越的鸿沟面前,我们是就此认命,还是继续努力寻找突破的方法呢?也许,答案就藏在宇宙的深处,等待着我们去揭开。
许多恒星拥有行星系统,其中相当一部分行星位于宜居带内,具备液态水存在的潜在条件。
例如,开普勒望远镜已发现大量系外行星,部分行星的轨道位置和大小与地球相似,这为外星生命的存在提供了物质基础。
从统计学角度看,地球并非宇宙中唯一可能孕育生命的星球。
若生命在宇宙中是普遍现象,那么外星文明存在的概率将显著提升。
费米悖论与现有解释的局限性费米悖论的核心问题是:若外星文明普遍存在,为何人类尚未发现任何直接证据?目前提出的解释均存在一定局限性:物理条件限制:星际旅行虽面临技术挑战,但并非完全不可实现。
例如,人类已发射旅行者1号和2号探测器进入星际空间,且理论上可通过核能、冬眠技术或机器人操控降低长途航行的难度。
然而,若外星文明未采取大规模扩张策略,其活动范围可能仍局限于母星系附近。
自我毁灭假说:部分高等文明可能因技术失控或资源竞争而自我毁灭,但这一解释无法涵盖所有外星种族。
地球生命在极端环境中(如深海热泉、地下洞穴)的适应性表明,生命可能以多种形式存在,且部分文明可能具备理性延续的能力。
时间尺度问题:银河系已有135亿年历史,若外星文明掌握星际旅行技术的时间不足200万年,则人类发现其踪迹的概率较低。
但这一假设需满足“所有文明均在短时间内出现”的巧合条件,缺乏普遍性。
未被识别的存在:外星生命可能以人类无法理解的形式存在(如非碳基生命或高维生命),但其存在需符合奥卡姆剃刀原理——即优先选择最简单的解释。
目前所有UFO现象均可通过自然或人为原因解释,无需引入外星生命假设。
生命印记的潜在可探测性外星文明的活动可能留下可观测的痕迹:大气成分:若行星大气中存在高浓度氧气、甲烷等气体,可能暗示生命活动(如光合作用或代谢过程)。
天体工程:戴森球等假设中的巨型结构可捕获恒星能量,其辐射特征(如红外波峰)可能被望远镜探测到。
星际旅行痕迹:堙灭火箭等高效推进技术可能留下特定波段的辐射或粒子痕迹。
然而,目前人类尚未发现此类明确信号,可能因探测技术灵敏度不足或外星文明活动范围有限。
“事实A”与人类文明的独特性天体物理学家迈克尔·哈特提出的“事实A”指出:若外星文明普遍存在,地球不应至今未被访问或接触。
这一观点支持“人类可能孤独”的结论,但需以以下前提为条件:所有文明均具备扩张意愿和能力;
星际旅行技术无根本性障碍;
宇宙中不存在其他抑制文明接触的因素(如物理定律限制或文明自我隔离)。
另一种观点认为,宇宙可能仅需一个成功案例(如人类)即可完成智能传播,无需多个独立文明。
这一解释虽悲观,但赋予人类传播生命与文明的独特使命。
科学探索的持续性与未来方向目前,人类通过射电望远镜(如SETI项目)、行星探测任务(如开普勒、TESS望远镜)和火星探测(如毅力号火星车)持续搜索外星生命迹象。
未来可能通过以下方向突破:提升探测技术灵敏度,捕捉微弱信号;
研发星际探测器,直接访问邻近行星系统;
研究极端环境生命形式,拓展生命定义边界。
尽管尚未发现确凿证据,但科学探索的过程本身已推动人类对宇宙和自身的认知深化。
结论:外星生命是否存在仍是未解之谜,但宇宙的广阔性、宜居行星数量及生命适应性的多样性均支持其存在的可能性。
人类需通过持续的科学探索,逐步揭开这一谜题。
无论结果如何,这一过程都将深化我们对宇宙地位和文明使命的理解。