幾乎所有的人都認為人類最終會離開地球的懷抱,前往宇宙中的另一個星球。
SpaceX殖民火星的構想圖
因為已經有無數的科學家預言,未來的地球會擁擠不堪,資源會捉襟見肘。盡管現在的地球還能夠支撐人類的一切活動,但是未雨綢缪一直是人類的一種超前計劃。
人類現在已經擁有衆多的望遠鏡,可以看到或者監測到宇宙更遠的地方,而在這其中,尋找宜居星球是一個重點。
科學家已經發現了很多環境與地球類似的行星,不過大部分離地球都太遠了。被寄予厚望的Gliese 581 g(格利澤 581 g),離地球隻有大約20光年的距離,有些科學家認定,這顆行星不僅适合居住,上面100%存在生命。這顆星球為何如此吸引天文學家們的注意,它能否成為我們未來移民的首選?
格利澤581g想象圖
宜居的星球人類對自己的誕生很自豪,同時也保持着清醒,我們相信宇宙中不會隻有地球一顆孕育生命的行星。因此對于太陽系外存在其他生命的說法,大部分人都持相信的态度。可是要怎樣才算是一顆适合生命居住的星球呢?為什麼我們的太陽系沒有地球以外的第二顆有生命的行星?
衡量一顆星球是否宜居,我們自然是以地球作為參照物來比較的。首先這顆行星必須得是岩石為主體的星球,因為根據太陽系類推,氣體星球一般離恒星的距離都很遠。
并且,沒有岩石就沒有陸地,如果一顆氣體星球呈現固态,那麼隻能說明一件事,這顆行星很冷,冷到了氣體都凝華了。這樣的星球是不适合大部分生物生活的,即便圍繞一顆恒星運轉,上面的熱量也不足以維持生命所需。
就算是一顆岩石行星,它與恒星的距離也要合适,不能太近也不能太遠。詳情可以參考太陽系的水星和火星,它們一個距離太陽太近,另一個距離太陽太遠。倒不是說這個距離一定要和地球到太陽的距離一樣,因為恒星的大小不同,它的宜居帶也會不同。因此生命的黃金距離,需要主恒星的質量和體積來決定。
光有恒星也不是萬能的,這顆恒星還要正當壯年,不能老态龍鐘。恒星的壯年就是主序星時期,能夠持續不斷輸出穩定的熱量。滿足上面兩個條件後,這顆行星自己還得具備液态水。人類目前還無法證明液态水之外能夠孕育生命,根據早期地球推斷,隻有液态水才是生命誕生的溫床。
地球上的一切生命起源于海洋,所以一顆宜居或者有生命的星球上面起碼要有水。這個時候,有人會說,還需要氧氣。因為這也是我們的地球在太陽系獨有的。然而不是,這顆星球需要大氣層,可大氣層的成分可以與地球有差異。
我們的地球在誕生之初基本上是沒有氧氣的,生命誕生在大氣中出現遊離氧分子之前。确切地說我們地球的氧氣來自早期生命的光合作用,所以氧氣不是生命所必須的。不過如果這顆行星被視為今後的移民星球,那麼它得具備氧氣。
其實根據天文學家的發現,符合這樣條件的行星有很多,光是銀河系可能就有600億顆。可是,它們中的絕大多數距離地球上百、上千甚至上萬光年,就算知道它适合人類居住,以我們現在的技術,也是無法到達的。
遙遠的開普勒-22 b2011年,NASA宣布了一顆由開普勒望遠鏡觀測到的系外行星,命名為開普勒-22 b,它的主恒星是開普勒-22,位于天鵝座,根據這顆行星的位置編号為b。天文學家們在公布它的時候很激動,因為這是一顆十分接近我們現在地球的行星。
開普勒-22 b的大小是地球的大約2.4倍,它的表面很有可能覆蓋着海洋,行星表面的平均溫度為22攝氏度,很适合生命生活。并且它很有可能有與地球相似的大氣層,形成了一定的溫室效應,讓整個行星的溫度可以保持在一定的範圍。
它既不會出現金星那種強烈的溫室效應讓整個星球燥熱無比,也不會像水星那樣,正對太陽的一面400度以上,背對太陽的一面零下一百多度。同樣的,這顆行星是岩石為主體的,因此不排除上面有陸地。
更主要的是,開普勒-22 b圍繞的恒星,其質量和體積都與我們太陽系的太陽相差無幾,表面溫度在5000~6000攝氏度。
它的年齡在大約40億歲,太陽的年紀在大約46億年,因此它也是正處于青壯年的主序星時期。行星開普勒-22b的公轉周期大約290天,雖然與地球的公轉周期有差别,但是也在可以接受的範圍。
可以說,開普勒-22b各項條件都非常符合我們心目中的宜居星球,隻可惜,它距離我們太遠了。地球與它之間的距離大約為600光年,這正是因為如此,恒星開普勒-22的光很暗,天文學家很難在望遠鏡中觀察到它。
“近在遲尺”的Gliese 581 g開普勒-22 b 距離我們太遠了,想要移民過去幾乎不可能,那麼就沒有離我們很近的宜居星球嗎?當然有,那就是距離地球大約20光年的Gliese 581 g,又名格利澤 581 g。雖然20光年對于人類來說不算短距離,可比起開普勒-22 b的600光年,這已經算是“近在咫尺”了。
不過格利澤 581 g并不是NASA發現的,關于它是否存在,一直存在争論。支持者認為,格利澤 581 g是恒星格利澤 581的第6顆行星,正好在其宜居帶上。可是反對者卻認為,格利澤 581隻有5顆行星,不存在格利澤 581 g。
而且,就算它真的存在,可格利澤581是一顆紅矮星,其質量和體積都遠小于太陽,格利澤581 g又離它比較遠,因此,并不是很适合生命居住。
經過天文學家的預算,格利澤 581 g的表面溫度在零下30度到零下12度之間,公轉周期大約是37天。光從這些數據上看,這顆行星很寒冷,即使上面有水,也是固态水。更要命的是,格利澤 581 g和它的母恒星之間存在潮汐鎖定。
何為潮汐鎖定?當行星或者衛星,其公轉的周期和自轉的周期相同,它的一面始終朝着中心天體。也就是說,格利澤 581 g隻有一面接受恒星的熱量,另一面處于黑暗和寒冷之中。這對想要誕生生命或者生命居住來說,不算什麼好事情。
這表明,格利澤 581 g的表面受熱很不均勻,而它距離母恒星的距離大約965萬公裡,格利澤 581 g的體積和質量還比地球大,可恒星格利澤 581遠比太陽小。因此行星表面的溫度會比較低,即便是正對恒星的一面也不會超過零度。
格利澤 581 g雖然冷,但是它并不會繼續冷下去。 它的質量是地球的大約3倍,體積是地球的1.2倍,根據計算,它的引力大約是地球的兩倍,因此它的大氣層非常穩定。雖然潮汐鎖定,格利澤 581 g還是在源源不斷地接受母恒星的熱量,面朝中心恒星的一面始終處于一種黃昏的狀态,讓這顆行星籠罩在暮光之中。
天文學家們斷定,再給格利澤 581 g一些時間,它就可以形成穩定厚度的大氣層,其主要成分會有二氧化碳和甲烷,這些都是溫室氣體。一旦格利澤 581 g的大氣層形成後,它便可以開始出現溫室效應,讓整個星球的溫度上升,并最終趨于一個穩定的值。這個時候,它上面的固态水會融化成液态水,從而在水中誕生生命。
當穩定的大氣形成之後,人類再移民上去,就不會有現在的那種不合适。唯一的差别可能就是星球上的光線比較微弱,不如地球上的明亮,可對于孕育生命來說完全足夠了。
要知道早期的地球原始大氣稀薄,可忽略不計,紫外線轟擊着地球上的水,将其分解為氫氣和氧氣,由于早期的地球引力也遠不如今天,造成自己失去了水。如果沒有大氣層,地球最終會失去自己所有的水,隻留下水來過的痕迹。所以天文學家們對于格利澤 581 g孕育生命的可能持100%的相信态度。
如何到達既然選擇格利澤 581 g的原因是為了未來的星際移民,那麼我們應該如何前往呢?很遺憾的是,以人類現在的技術,很難到達。目前人類最遠的探測器是兩艘旅行者号,它們依舊沒能離開太陽系,更何況是太陽系之外的恒星系。
對于人類來說,宇宙太過于寬闊,即便是光,從地球到格利澤 581 g也要花費20年,人的壽命是有限的,如果用人類的飛行器,很有可能一個人的人生都不夠飛的。
就算未來人類的壽命變長了,如何解決飛船燃料的問題?有人說可以使用核能,理論上核反應是無限的,劇變、裂變重複循環使用。
隻不過人類現在還處于無法控制核能的狀态,所以在反應的過程中有能量的損失,因此現在大部分的核相關,都是一次性的。如果人類可以控制核聚變與裂變,就可以實現無限循環,讓飛船永遠運行下去。
最理想的核聚變燃料是水,水裡面最多的就是氫原子,而那些适合人類居住的星球,其最基本的條件就是要有液态水。因此,核能是目前所有的能源裡,未來唯一可以脫離地球環境使用,也是宇宙通用的能源。不論在宇宙中的任何位置,隻要能夠控制住核聚變,就能驅動宇宙飛船前進。
不過天文學家擔憂的并不是人類能否克服核技術,而是這顆星球上的生命處于什麼樣的文明等級。人類有文明,并且是地球上最高級的存在,可是放到宇宙中,人類的文明隻能算個弟弟,我們連第一級宇宙文明都沒有達到,更不要說後面更高維度的等級。
要知道星際航行不一定需要直接前往目的地,宇宙中有很多可以利用的能量,比如黑洞、蟲洞等。如果人類探尋到的星球上面早就有更高等級的文明,它也會察覺到人類的存在,我們無法肯定它對人類的态度是敵視還是友好。
人類的曆史告訴我們,即便同為一個物種,人類自身都是沖突不斷,利益糾葛,更何況與我們完全不是一個物種的宇宙生命?
人類太空移民是為了尋找新的居住地,但誰也無法預料到,我們前往的是另一個生命的搖籃?還是無形中将自己推向了更深的地獄?
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