追寻蓝色星球之梦 [复制链接]

    【台湾《中国时报》８月１２日文章】题：追寻蓝色星球的梦（作者美国航天局任务科学家李杰信）原文提要我们居住的蓝色星球
    ——地球，在浩瀚宇宙中，是一个出现机率极低的偶然之境。但是，过去３０多年，太空科学家却一直在宇宙中寻找另一个存有生命的星球。
    最近，美国科学家宣称在发现的火星陨石中存有由生命现象造成的有机化合物，这种追寻宇宙生命的信念再次得到鼓舞，也驱使科学家继续追寻和地球相似的一颗蓝色星球。登陆新世界可能性极微
    从６０年代起，我们就开始用心倾听太空深处传来的讯息，３０多年过去了，仍然渺无音信，我们送上了哈勃望远镜，把人类的视野伸展到了１００多亿光年以外的距离。同时，我们又送出许多探测太阳系星球的宇宙船，登陆火星、木星，进入金星的轨道，甚至把探险者１０号、１１号及旅行者１号、２号，送出太阳系，带着人类文明的讯息，向广漠无边的太空飞去，散播人类寻找朋友的渴望。
    从机率的观点来看，仅我们小小的银河系，就有２０００亿个太阳系，在这么多的太阳中，难道就没有一个像地球这样适合生物生存的行星吗？即使地球形成条件偶然再偶然，这个可能性也不会绝对没有。但我们对太阳系以外的新世界，知道的近于零，我们只能以非常谦卑的心情，用我们仅知道的，唯一的太阳系，唯一的地球，来探讨一下像我们地球这样的行星形成的一些主要的条件。木星是地球的保护神
    首先，地球的形成发展，要依赖一颗大的木星，木星一定要够大，够重，才能承担太阳系的守护神，把偶发的大小陨石吸过去，避免地球常常遭遇到毁灭性的打击。据估计，如无木星的存在，地球每１０万年就可能遭受到一次剧烈的陨石碰撞，造成生物全面绝种，目前的情况是每一亿年才有一次毁灭性的碰撞，物种的进化，就只有在两次碰撞中间进行，人类和人类的文明很可能是上次碰撞后的偶发事件。如无木星的保护，地球上的生物演化的时间会不够长。上次苏梅克—利维彗星群撞击木星事件，就是木星发挥其保护作用的例子。
    地球要支持生命，一定要有大量的液态水，生物需要水来进行化学作用及吸收养分等，液态水只能在零度与１００度中存在，所以地球不能离太阳太近，否则水将汽化，也不能太远，否则就结冰了。地球的轨道要近乎圆的，夏冬温差变化不大，又要有地壳游动和洋流，来均匀整个地球的温度，给生物一个稳定发展的环境。在大气降温时，二氧化碳增加，以温室效应来调温。地球当然要有大量的氧气来支持生命。太阳不能太重，否则燃烧太快，也不能太轻，否则热度不够。地球还需要一个很大的月亮，来平衡自转轴的角度变化，否则地球南北极位移太快，造成洪水及冰河期短期的交替，扼杀了生命生存演化的必需环境。此外地球及生物演化的环境还有许许多多别的重要的条件存在。科学家发现三个新星系
    要侦测到行星系的存在，有一些基本技术上的困难，最简单的形容，就像是在几万公里外想看清楚在一个强烈探照灯旁飞行的一只小甲虫。在９０年以前，天文物理学家们认为这是一个难度极大的科研领域，但同时，因为其他动机，对脉冲星的探测却在热烈地追求，脉冲星是中子星，一汤匙的中子星物质，比地球的整个山都重，如果我们的太阳变成中子星，它也只有一个城市的大小，因为小又重，所以自转速度特别快，脉冲星发出的光柱像是宇宙中高速转动的灯塔，自转频率可高达每秒钟１００余次。通常这个频率非常稳定，我们可以很精确地测量到小数点以后十余位数字。但有这么一个脉冲星，叫Ｂ１２５７＋１２，距地球约１５００光年，它的自转率在小数的最后几位数字上发生了有规律的变化，这不寻常的微小的变化引起了天文物理学家的持久讨论，在１９９２年，天文学家终于同意，这微小而有规律的变化是因为有３颗绕这个脉冲星公转的行星的动场作用结果，于是宣布发现了第一个太阳系以外的行星系，但这个发现并没有给人类带来激情。因为以脉冲星为太阳的行星系自然环境恶劣，适合生物生存的可能性几乎为零。
    ３年以后，两位瑞士天文学家宣布在天马座发现了另一行星系，距地球约６０光年。紧接着在１９９６年初的几个月内，我们又发现了３个行星系，距离地球约在４０到７０光年不等。一个在处女星座，一个在大熊星座，一个在巨蟹星座，这３个行星系基本上拥有与我们类似的太阳。其中２个与天马星座的行星类似，大而重的行星紧靠着它们的太阳，但大熊星座的行星，其质量为我们木星的三倍半，距离太阳也较远，给一些像地球岩石结构的行星让出了生存空间，是值得继续追踪研究的行星系。
    虽然科学界到目前接受了这些强有力的数据，间接肯定了这些行星的存在，但我们并没有直接看到那些探照灯边的“小甲虫”，我们一定要达到眼见为真的目标。另外，直接观测这些行星，由丰富的光谱资料，我们可以分析大气及其他物质的成分，取得温度、气流等宝贵的数据。至少可以进行初步的筛选，决定最有希望的新世界，做深入的追踪研究。美国已展开“起源”计划
    据估计，要直接看见“小甲虫”，我们需要在太空建立一个长度至少１００米的望远镜，哈勃的直径为２米，所以这个望远镜要比哈勃大５０倍，但镜片可以用很多小镜片组合在一条１００米的线上。这肯定比哈勃目前２０多亿美金的造价要贵，美航天局己开始了这个叫“起源”（Ｏｒｉｇｉｎ）计划的初步工作，另外，继续改良地面探测的精确度，在上天之前，在地面上把现代最先进的科技推到极限。因为哈勃收集的数据，我们对十几亿甚至１００亿光年以外的宇宙开始有进一步的了解。
    爱因斯坦预测在深邃的宇宙中，有巨大的重力场透镜（ＧｒａｖｉｔｙＬｅｎｓ）效应，但他也预测，人类的文明永远看不见这个物理现象，爱因斯坦一对一错。他对了，重力场透镜效应的确存在，他错了，因为哈勃已经很清楚地看到了重力场透镜成像。１００亿光年外的星云，经在５０亿光年的重力场透镜，在哈勃望远镜的焦点上成像，在未来几十年内，通过“起源”计划的望远镜，我们对新世界探测的领域，将冲出银河系，迈向整个宇宙。向遥远的过去，寻找更多古老的新世界。
    和哥伦布不同的是，因为时空的距离，人类恐怕很难在太阳系以外的新世界登陆，如果我们真找到了新世界，人类的文明可以通过麦克斯韦尔的电磁波，以光速向新世界进发。我们的太空船，也可以带着人类的礼品，经过上万年的飞行，向新世界的朋友致上我们倾慕之情。直到有那么一天，人类对生命及物理科学能彻底掌握了，我们才有那么一点点希望去登门拜访新世界的朋友。锲而不舍追寻唯一希望
    伽利略和牛顿，帮人看懂了天书的第一节，麦克斯韦尔和爱因斯坦，把我们带进了四度空间，人类好几次认为他们已掌握了整个宇宙的奥秘，并在２０年代几乎宣布科学时代的结束。２０世纪人类科技突飞猛进，但９０年代的人类却知道得越来越少！我们对新世界的追求与渴望，只会与日俱增。以目前行星系发现的速度，在不久的将来，我们就可以很严肃地提出宇宙间是否有其他文明世界的问题。虽然目前人类很可能发现在３６亿年前火星上的细菌化石，以我们目前有限的知识，我们仍然认为高等智慧生物存在与演进的必要条件是液态水和气态氧，有这两种物质的存在，使这类行星在太空中散发着蓝色的幽光，像是镶在宇宙天幕上的蓝宝石，虽然有极大可能性，水和氧并不一定能带来像人一样的生物，但人类一定会锲而不舍去追求那个蓝色星球的梦。