每当我们在晴朗的夏夜仰望星空,看着那条横跨天际的银河,心中总会泛起那个困扰了人类数千年的终极问题:“我们是孤独的吗?”
在很长一段时间里,这只是一个哲学问题,但是现在它成了数学问题,基于开普勒太空望远镜长达 9 年的观测数据,科学家们得出了一个令人头皮发麻的结论:仅仅在我们的银河系内,至少存在 3 亿个“宜居星球”,更令人震惊的是统计学的推论:距离我们最近的一颗“地球 2.0”,可能就在 20 光年之外。
如果把银河系比作一座黑暗的森林,我们原本以为自己是唯一亮着灯的小屋,但现在数据告诉我们,这片森林里其实密密麻麻全是房子,只是我们还没敲开邻居的门。
要理解这个数字的由来,我们必须先了解一下开普勒望远镜,在2009年开普勒发射之前,天文学家对系外行星知之甚少,我们发现的大多是像木星那样巨大的、靠近恒星的“热木星”,因为它们最容易被探测到。
那时我们甚至悲观地认为,像地球这样不大不小、不冷不热的岩石行星,可能是宇宙中的孤品,但是开普勒改变了一切,它盯着天鹅座和天琴座方向的一小块天区,一动不动地看了整整 4 年,同时监测15万颗恒星的亮度变化。
它使用的是“凌日法”:当一颗行星从恒星面前经过时,会遮挡住极其微弱的一点光芒,开普勒就是通过这极其微小的光度下降,来捕捉行星的影子,结果开普勒在其服役期间,确认了数千颗系外行星。
它告诉我们要接受一个新的宇宙常识:行星在银河系中根本不稀奇,它们就像路边的石子一样普遍,几乎每一颗恒星,都至少拥有一颗行星。
但是有行星不代表有“地球”,在 NASA 的这份研究中,他们设定了极其严苛的筛选标准,只有满足以下条件的,才能被称为“潜在宜居的系外行星”,首先是母恒星必须是和太阳类似的黄矮星,或者稍冷一点的橙矮星。
其次行星必须是岩石行星,其半径通常在地球的 0.5 倍到 1.5 倍之间,如果太大,就会变成像海王星那样的气态行星,没有陆地供生命立足。
最后是最关键的一点,行星必须位于“宜居带”内,行星接收到的光能,必须相当于地球接收太阳光能的 0.5 倍到 1.5 倍,这样液态水才能长期存在,既不会像金星那样因为温室效应被煮沸,也不会像火星那样被冻成冰疙瘩。
计算结果显示,银河系中大约有1000亿到4000亿颗恒星,其中约 7%符合要求,于是科学家给出了一个极为保守的下限:银河系中,至少有 3 亿颗潜在的宜居地球,如果加上那些红矮星周围的行星,或者稍微放宽一点宜居标准,这个数字可能会飙升到50亿甚至更多。
3亿这个数字虽然庞大,但对于很多人来说太抽象了,更让人感到切身相关的是这句推论:从统计概率上看,距离我们最近的一颗宜居行星,可能就在 20 光年之内。
20 光年是什么概念?
在宇宙尺度上,这就是“脸贴脸”的距离,银河系的直径是10万光年,20光年就相当于你的邻居就住在你家客厅的沙发上,这意味着,当我们晚上出去散步时,肉眼可见的那些星星里,可能就有一颗正照耀着另一个生机勃勃的世界。
但从人类的尺度看,这依然是“天涯海角”,目前人类飞得最远的探测器“旅行者1号”,速度约为 17 公里/秒,如果要飞完这 20 光年,它需要飞 30 多万年,哪怕我们能制造出达到 10% 光速的未来飞船,往返一趟也需要几百年,足以熬死好几代人,所以这个邻居虽然住得近,但我们目前只能“隔窗相望”,根本没法“串门”。
这 3 亿个地球的发现,让著名的“费米悖论”变得更加尖锐和令人不安:如果外星文明存在的概率这么高,为什么我们还没看到他们?
以前我们以为地球是独一无二的,也许产生生命的条件太苛刻,所以全银河系就我们这一根独苗,但现在开普勒的数据无情地粉碎了这个借口,如果生命的摇篮如此普遍,那么生命本身也应该很普遍。
这把我们推向了两种细思极恐的可能性:第一是生命很容易诞生,但很难进化出智慧,也许那3亿个星球上长满了苔藓、细菌,或者爬满了像恐龙一样的野兽, 第二种可能是:也许所有文明发展到一定阶段,就会因为内耗而自我毁灭,那 3 亿个星球,可能是一片巨大的文明废墟,我们只是目前还没踩到那颗地雷的幸运儿。
既然知道了邻居就在那里,天文学家的下一步计划是什么?
开普勒只能告诉我们“那里有一颗行星,多大,多重,但它不知道那颗行星上有没有水,有没有空气,有没有生命,接力棒已经交到了韦伯太空望远镜的手中,韦伯望远镜拥有强大的红外光谱分析能力,当那颗行星经过恒星前方时,恒星的光会穿过行星的大气层。
大气层中的不同气体,会吸收特定波长的光,如果我们能在光谱中发现“生物特征气体”的组合,比如氧气和甲烷同时存在,水蒸气,甚至工业污染物,那将是人类历史上最伟大的时刻,我们在宇宙中将不再孤独。
“银河系有 3 亿个地球”,这个结论不仅是天文学的胜利,更是对人类世界观的一次重塑。它告诉我们地球并不特殊,我们只是广袤森林中普通的一棵树,但这并不意味着我们不珍贵。
在这个充满可能性的宇宙中,我们能进化出智慧,能坐在这里思考这 3 亿个同类的存在,这本身就是一个奇迹,也许在 20 光年外的某颗行星上,也有一个智慧生物正拿着他们的数据报告,激动地告诉同伴:
“嘿,看哪!根据计算,那个叫太阳的恒星附近,一定有一颗宜居行星!那里也许住着我们的兄弟!”
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