寻找第二家园
阅读提示：如果“开普勒”最终发现宜居带中的类地行星极少或没有，那也是一项意义深远的发现，这说明地球可能是宇宙中的一个特例，人类可能是宇宙中尚存的唯一生命。
撰稿｜诸葛士元
实际上，人类很早就开始寻找除地球以外的宜居星球，其原因是多方面的，例如，寻找地外生命，从而深入研究生命、地球、太阳系乃至宇宙起源和演化，以及人类在宇宙中的地位和最终的命运；解决地球上存在的一些难以解决的问题，例如，到2050年，全球人口总数将从现在的68亿增长到90多亿，因此有些科学家已经开始研究向外空移民的方案了，这就要求找一个宜居的星球作为人类的第二家园。有的星球以前可能与地球很类似，但经过几十亿年的演化变成大气层稀薄、温度较低、水源枯竭等不适合宜居了，研究其演化过程，可以预知地球的未来，并提前采取措施，防止地球像它一样变成人类难以生存的星球，等等。
两种探索手段
目前，人类探索太空主要采用两种手段，一是天文观测，二是空间探测。天文观测就是用望远镜在地面或地球轨道观测宇宙中的星球和星际空间，其特点是能看得很远、很广，例如，“哈勃”空间望远镜的观测距离可达140亿光年，但是由于距离远，采用这种方式看得不清楚，无法了解地外星球的细节，适用对宇宙进行普查。
空间探测就是发射空间探测器飞往地外星球进行近距离观测、就地考察甚至采样返回地球，其特点是能够详细了解目标星球方方面面，对它进行全面而深入的研究，但是由于技术的原因，不能飞得很远，目前仅限于在太阳系内，适合对太阳系进行详查。“哈勃”空间望远镜拍摄的冥王星照片的分辨率为500千米，而2015年7月14日飞掠冥王星的“新视野”探测器拍摄的冥王星照片的分辨率为80米。所以，天文观测和空间探测各有千秋，可以取长补短，因此现在都在用于太空探索。
寻找地外宜居星球还有一种方式，那就是寻找外星人，因为外星人很有可能比地球人进化许多，掌握了地球人难以想象的先进技术，住在更宜居的星球。这项工作早已通过天文观测和空间探测的方式开展。.jpg)
在天文观测方面，已开展过多种探索，其中最著名的事例发生在1974年，当时美国科学家用计算机语言，描述了地球上的氢、氧、氮、氦、煤等结构，利用位于波多黎各的304米射电望远镜将这些信号发向太空，以期被外星人接收。
突破倡议
今年7月20日，英国著名科学家霍金与俄罗斯亿万富豪尤里·米尔纳共同宣布启动“突破倡议”项目，准备历时10年，耗资1亿美元，通过扫描宇宙的方式搜寻外星智慧生命。
该项目的第一部分是“突破聆听”，即寻找可能由外星人制造的信号，无论这些信号是外星人故意发送的，还是它们的广播或电视节目泄露的，目标是100万个最近的恒星系统、银河系核心和银道面以及100个最近的星系。他们将使用世界上最大的两个射电望远镜——位于美国西弗吉尼亚州的格林班克望远镜和位于澳大利亚新南威尔士州的帕克斯天文台，以500兆赫～15吉赫的频率对宇宙进行搜索，扫描频率范围比以前扩大了几乎5倍，搜索效率将是以往的100～1000倍。
同时，更强大的计算能力将帮助科学家们在更宽的频率范围内同时分析数据，以期找到一个信号。如果接收到这样的信号，说明对方的进步程度跟人类差不多。如果某个外星文明的技术过于超前，完全超出了人类的理解，人类也无法探测得到。如该项目真能搜索到地外文明的信号，接下来人类将真正面临至关重要的问题：两个文明之间能不能进行交流？有专家认为，星际空间里，无线电交流是一种效率很低的方式。“新视野”发回一张照片就需要4个半小时，还是在太阳系内；以光速从地球到最近的恒星走一个来回尚且需要8年半时间。因此，跟外星文明进行交流还是件遥远的事情。
该项目的第二部分是“突破信息”，即进行一场奖金高达100万美元的竞赛——设计一条代表地球人的物种和家园的信息送入太空。
在空间探测方面，人类还数次借助空间探测器将地球信息送向深空，以期望与外星人取得联系。例如，1972年、1973年美国先后发射的先驱者10号和11号，就分别带有表明地球方位和大致特征的“名片”，上面画着地球人的形象、太阳系相对于14颗脉冲星的位置、地球的方位等。科学家认为，它们经过800万年的飞行后，可能与存在生命的恒星或行星系相会。
1977年美国发射的旅行者1号和2号，都携带了一张名为“地球之音”的铜质“光盘”。庞之浩说，该盘直径30.5厘米，表面镀金，音质可保存10亿年。一面录制了美国总统和联合国秘书长的贺辞，和用55种人类语言录制的问候语，其中包括普通话、闽南语、粤语和吴语四种中国方言。
唱片中还有包括中国古曲《流水》在内的27首世界名曲，以及火山爆发、滂沱大雨、海浪、鸟啼虫鸣、婴儿啼哭等35种地球自然界的声音，以表示地球发展历史。另一面录制了包括中国长城和中国家宴在内的116幅照片，反映太阳系方位、地球人的细胞组成、男女性别以及风土人情等。其中旅行者1号已成为世界上第一个飞出太阳系的探测器，估计能工作到2025年。旅行者2号在2010年4月22日运行至太阳系边缘时，发回了一些奇怪的信号，至今无法破解。一位德国UFO专家据此断言，该探测器被外星人劫持，程序被重新编写。而美国国家航空航天局专家则认为可能是飞船上的存储系统出现故障。
今年7月14日飞掠冥王星的“新视野”探测器携带了来自世界各地的照片、声音、文字甚至电脑程序，它在2019年抵达太阳系边缘的柯伊伯带之后，会主动将这些信息通过无线电波发送出去。
有专家认为利用空间探测器寻找外星人，如同向茫茫大海投放漂流瓶。在广袤无垠的太空中，一个小小的空间探测器发出的讯息能被外星文明获取的几率极小，不能算作真正意义上寻找外星人的方式。
什么样的行星宜居？
生命起源和其他世界的宜居性是当今科学界面临的两个最大的谜。有科学家通过试验和研究称，类地行星、类火星行星、类木卫二行星等行星适合人类居住，而且每种类型的宜居行星成为地外生物体的栖息场所的可能性各不相同。
类地行星的显著特征是：大气浓度适当，拥有液态水、适中的温度和稳定的气候。类火星行星是那些以前曾与地球类似（如火星和金星），它们仍有可能存在生命。木卫二是拥有液态水的水世界，不过这些水都隐藏在冰层下，而不是在行星表面流淌。有科学家表示，寻找类地行星是找到太阳系外的生态系统的最好方法，但类地行星并不是高等生命所必需的。
一颗适于生命居住的行星必须满足诸多条件，其中一个最为常见的条件就是行星表面存在液态水，决定这一条件的主要因素是行星所在星系的类型，即恒星体积、有效温度和行星轨道。第二个影响宜居性的因素便是行星的体积与质量，质量大约不及地球一半的行星无法拥有足够的表面重力以牢牢“锁住”维持生命的大气层；质量大约是地球10倍的行星虽然能够拥有足够的表面压力，但同时也“锁住”重量最轻同时数量也最多的元素——氢和氦，最终成长为气态巨星。其他影响宜居性的因素包括大气的数量和构成(影响行星温度并保护其免受紫外线和宇宙射线侵害)，以及所在行星系统内的卫星及巨行星的影响，如是否可以保护其免受小行星撞击等。
现在，人类通过空间探测器已基本了解了太阳系内的各类行星，包括一些矮行星。就目前来看，火星是最适合地球人移民的星球，因为它与地球最为相似，尤其是有大气，但也需要通过大规模改造，才能成为人类第二个家园，估计以目前的技术发展速度，还需要等800年。月球虽然离地球最近，运行在太阳系内的宜居带，但月球上没有水，所以难以改造适合移民的星球。
在搜寻太阳系外的类地行星方面，“开普勒”是目前的最佳利器。太阳系外各恒星的发光量差别很大，一般把它们分为三大类，即A类、G类和M矮星。A类恒星温度最高，宜居带离恒星更远。G类恒星的宜居带与地球轨道相近，轨道周期约在1年上下。M矮星则处在另一个极端，放出的能量较少，所以宜居带相应较近，轨道周期要短很多。“开普勒”主要观测G类恒星宜居带中的行星。
无论“开普勒”是否有发现第二个地球，这一项目均具有重要意义。其发现结果可决定未来几年太空探险任务的方向，让天文学家知道，究竟该不该花费力气寻找第二个地球和外星生物。
如果发现较多类地行星，则意味着生命在银河系内可能很普遍，并为未来的任务指明道路，掀起一股仔细研究这些行星的热潮，人类将研究太阳系外类地行星是否存在其他和生命有关的证据。科学家可利用今后研制的空间望远镜进一步详细观测，如果接下来发现这些行星上存在水或氧气的化学特征，意味着可能有生命存在。比如，美欧将分别实施“类地行星发现者”和“达尔文”计划，它们计划在2020年前发射用于观测位于恒星宜居带中的行星，主要目标是观测那些穿过行星大气的光线的光谱，以此来寻找和生命有关的氧和其他化学成分的信号。
如果“开普勒”最终发现宜居带中的类地行星极少或没有，那也是一项意义深远的发现，这说明地球可能是宇宙中的一个特例，人类可能是宇宙中尚存的唯一生命。这也将意味着不可能有什么‘星球大战’。”专家说，“开普勒”不会发现什么外星人，但会有助于发现外星人的家园。此后，人类要探测更遥远的类地行星，这将在技术上存在很大的障碍，而且也需要花很长的时间。
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