2015 年 7 月 23 日,NASA 宣布發現 Kepler-452b 意味著什麼?


(媒體及自媒體轉載需私信告知以商榷稿酬)

NASA確實很擅長「搞個大新聞」,提前3天就放出風來說有個大發現,早早的收集人氣,然後boom……不過這麼搞值不值呢?

我覺得值。

這次發現的確實比之前的若干發現都更像地球。

發現這東西的望遠鏡叫開普勒,大家應該很熟悉了,以掩食法搜尋系外行星的空間望遠鏡,在2009年發射之後發現了上千顆系外行星,幾乎把我們已知的系外行星數提升了一個量級。下圖顯示歷年發現的系外行星數,其中綠色的部分是掩食法發現的。其中2009年之後爆髮式的成長主要歸功於開普勒望遠鏡。(經眾大神提醒,14年那個大爆發比較有水分。)

這望遠鏡長這樣:

這望遠鏡長這樣:

本來是計劃一直盯著天鵝座看,結果很不幸,2013年5月壞了一個反作用輪,方向定不住了,然後就喪失了一直盯著一個地方看、長期監測以發現長周期系外行星的能力了,不得不轉向所謂的K2階段,主要科學目標改為其他方面了。

本來是計劃一直盯著天鵝座看,結果很不幸,2013年5月壞了一個反作用輪,方向定不住了,然後就喪失了一直盯著一個地方看、長期監測以發現長周期系外行星的能力了,不得不轉向所謂的K2階段,主要科學目標改為其他方面了。

今天這個Kepler-452b就是隨著2013年5月之前的一批新成果一起發布的。我感覺有點開普勒望遠鏡在系外行星領域的告別演出的感覺——挑Kepler-452b出來說事,算是「給祖國一個交待,給人民一個交待」。

開普勒望遠鏡用的這個掩食法,就是守株待兔,同時監測大量恆星的光變曲線,什麼時候哪個恆星有個行星飄過擋了一點光,ding!就被記下來——什麼時候再擋一次,duang!就算出了這個行星的周期。所以可以想見,除了系外行星越大、擋的光越多,越容易被探測到,在2009年到2013年這短暫的幾年間,行星繞轉周期越短,也就有越多的被探測到的機會。結果就是發現的最多的是,個頭像木星那麼大,並且離自己母星很近、公轉周期很短的那些系外行星,所謂的「熱木星」。

就是這圖上左上角的那一坨。

就是這圖上左上角的那一坨。

然並卵。巨氣態行星不能住人,離母星太近,溫度太高,更沒戲。(所謂不在「宜居帶」)

當然離母星太近不一定就會「溫度太高」——如果母星是小質量恆星,本身光度比較小,那離得近點溫度才夠——不過其實還是然並卵。小質量恆星會有很強的紫外耀斑爆發事件,有事沒事給行星消消毒,生物(如果沒點防紫外的伎倆)照樣活不了。(所謂不在「紫外宜居帶」)

我們想找的,是母星1個太陽質量,自身一個1個地球質量,距母星1個天文單位,公轉周期365天,有大氣層,有水的,第二地球。

這有多難呢?地球的半徑是太陽的109分之一,圓面面積是太陽的萬分之一,一個外星文明如果剛好生活在太陽系黃道面延伸出去的某個星球上,有興趣盯著我們的太陽看一看,它需要能夠測到萬分之一個星等的光變,才能看到地球遮擋導致的輕微變暗。而且地球365天才擋一次,這外星文明得盯著看至少這麼長時間,才能看到一次掩食。如果他們三天打魚兩天晒網,想靠偶爾瞅一眼就正好看到地球掩食太陽,他們運氣好的幾率大約是千分之一。

所以還是看前面那張圖,越是長周期、小質量的,也就是越偏右下的,越少。

OK看看今天這顆Kepler-452b。


(藝術家基於觀測數據和想像描繪的概念圖)

(藝術家基於觀測數據和想像描繪的概念圖)

軌道半徑——1.046個天文單位,幾乎和地球一模一樣;公轉周期——385天,一年不到13個月;母星——1.037個太陽質量,跟太陽幾乎一模一樣;行星大小——1.59倍地球半徑,這個差別並沒比地球和火星的差別更大。這真的已經和地球很像了!

跟我們此前發現的各個看起來很靠譜的系外行星相比,這顆無疑是有史以來最靠譜的一顆。看它的母星和太陽多像!!而以前發現的位於宜居帶內的系外行星,都是環繞更小質量恆星的。

跟我們此前發現的各個看起來很靠譜的系外行星相比,這顆無疑是有史以來最靠譜的一顆。看它的母星和太陽多像!!而以前發現的位於宜居帶內的系外行星,都是環繞更小質量恆星的。

當然,移民什麼的還是洗洗睡吧。別忘了,人類2154年才搞出前往4光年外半人馬座alpha的宇航技術。沒有曲率航行技術,1400光年看看就好。

不過不能移民又怎麼樣,我們知道它!在!那!一顆跟地球差不多大、繞著跟太陽差不多大的恆星旋轉的,溫度剛剛好的行星,就在那裡!在它60億年的生命中,它也許也經歷過大量彗星撞擊,表面也許也積累了浩瀚的海洋,那裡的歲月也是如此漫長,為什麼不可以有生命在那裡?我甚至想打賭它一定有——而且就算這顆沒有生命,又怎麼樣?我們才看了那麼一小塊天區幾年、發現了幾千顆系外行星,就找到一顆跟地球這麼像的,如果我們把全天全都巡一遍呢?而且,別忘了,掩食法能發現的只是行星軌道平面正對著我們的那一小部分,還有99%以上的系外行星系統是掩食法難以發現的。有這樣的一個發現,我們更加有信心——在我們的頭頂、宇宙的深處,還有更多和地球幾乎雷同的星球!

別忘了,我們的太陽系除了8大行星,還有這些傢伙:

那無窮的系外行星系統中,還懸浮著多少這麼多姿多彩的小球?想想就讓人覺得激動。

那無窮的系外行星系統中,還懸浮著多少這麼多姿多彩的小球?想想就讓人覺得激動。

開普勒望遠鏡雖然壞的早了點,終究也算功德圓滿。「彷彿打開了新世界的大門」!

(寫著寫著耳機里BBC Radio3突然開始放《行星組曲》,也是醉了)

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借人氣插播一條廣告:我發起的公益項目「青年天文教師連線」旨在為中小學提供天文課程解決方案及引介志願者天文教師,願意加入志願者天文教師隊伍的同學或尋求天文教育方面幫助的學校、機構,可以掃描以下二維碼與我們聯繫:

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如需轉載請私信聯繫

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等NASA『s announcement中,
結果出來之前,先說兩句:

第一:因為是開普勒號的發現,所以一定是和系外行星有關係的內容,因為開普勒號是為了尋找系外行星而發射升空的。所以地球環境報告什麼的不可能。

第二:對於NASA召開的這次發布會,肯定不是外星人進攻這種蠢事。因為從發布會前的聲明來看,陣勢還不錯:有英國劍橋大學的Didier Queloz(天體物理學教授),NASA科學任務指揮部的John Grunsfeld,開普勒任務數據分析組長Jon Jenkins以及開普勒任務的合作科學家Jeff Coughin。總的來說應該是對於開普勒項目意義重大的發現,但是因為NASA局長沒來,說明也不是那麼的有「實際意義」的事情:比如雖然發現類地適宜居住的行星,但是太遠了,完全到不了之類的。

第三:對比去年發現的Kepler-186F,這回的陣勢還是蠻大的,所以應該是一顆比Kepler-186F更加靠譜的宜居帶行星,比如更加近,(186F距離將近500光年),比如有明確液態水的存在(186F是否有明確的液態水還是不得而知),環繞的主星更加適宜生物居住(186F是環繞M型紅矮星轉的)

以上。
- 發布會後再來補充(貌似沒有隻說兩句,罪過)

【感謝修正我Kepler拼寫錯誤的知友】
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發布會還在進行,邊聽邊更新吧。(現在在聽印度口音,真是讓我想起我天文教授啊。。。好久不聽印度口音,分辨力已經退化了)

Anyway,here we go【以下內容以發布會為基準編寫】:

第一,開普勒計劃是怎麼發現恆星的呢?
因為系外行星相對於我們實在太遠,而且相對尺寸也很小,另外它相對於它的主星也太暗了,其光芒會被淹沒在主星的星光之中——所以直接用光學成像拍到行星是不可能的。但是我們機智的科學家們就想到了另一個方法:掩星法

所謂掩星法,即當有物體通過主星與地球觀測者之間的時候,主星的星光會被掩蓋一部分,就會使星球的亮度降低一些。那麼怎麼排除掉是不小心進過我們之間的星體,星雲擋住了呢?答案就是周期性。如果是偶然進入的星體,則不會呈現周期性,而是一段時間的光度下降。如果出現了周期性的光度下降,我們就可以知道有圍繞主星的星體出現。

不過這個使得光度下降的星體也不一定是行星,而是恆星。這時候就需要一些其他的排除手段,不過依舊是靠分析光度光度,以及分析光譜。這就不細說了。

想知道Kepler的光度變化表是怎麼樣的?點這個鏈接:Planet Hunters
Planet Hunters這個計劃就是幫助Kepler團隊的科學家們篩選潛在目標星體,通過觀察星球光度的變化來協助他們吧,說不定下一顆類地適宜行星就有你的一份貢獻呢。(我才不會說我大二天文課做了一個學期的數據,雖然有些枯燥但是也是很有成就感的)


第二,Kepler計劃的當前發現有哪些呢?


這次發現的是行星標號為:Kepler-452b。意思是Kepler計劃的第452顆恆星的系統中距離主星最近的一顆行星(所以186f就是186星恆星系中第五遠的行星)。

感謝@Tong Shen指出的錯誤:
行星編號從b開始,是按發現順序而不是按到主星距離順序,不然同一個恆星系統每多發現一顆行星就要修改之前的編號了。

這顆主星和太陽同為G類恆星,即壯年期的主序星。之後的記者提問環節有個記者問道,如果人類真的登錄(which is impossible),怎麼解決重力過大,比如兩倍重力的問題。NASA正好有人在研究這個課題,給出的答案是不用太擔心,雖然剛開始會have tough time,但是在適應了之後還是可以生存的。【吐槽,你都可以飛那麼遠去一個系外行星了,那時候的科技發展水平真的太美,我不敢看。】
順道一提其他的星球:
20e是第一顆發現的小於地球尺寸的系外行星,但是太熱不可能有液態水;
22b是第一顆在宜居帶的系外行星,但是大於地球的兩倍大小,所以不太可能有固態表面;
186f是第一顆「靠譜」的並在的宜居帶類地大小系外行星,但是主星為M型恆星,有點冷,光度不夠。也不確定有沒有液態水。

【吐槽:
NASA暗示或發現"另一個地球":今晚12點見
網易的報道把186F當作452B了,妓者噴油好棒,你看人家騰訊,只是把186F的介紹視頻當作452B了,正文還是很政治正確的:NASA發現新地球 今晚公布

第三,說一說Kepler-452B這顆第二地球


上為藝術圖。


452B的公轉周期通過掩星發現為385天,很接近地球。
但是沮喪的是452星在1400光年之外。如上面在第二點所說的,主星和我們的太陽很像,大約為60億年的壽命(太陽為45億年左右)。

這說明這顆行星受到了很長時間的主星光線的滋潤呢,比地球多了15億年。所以如果這顆行星的質量和地球差不多的話,那麼它會變得和金星差不多,陷入溫室效應的惡性循環,然後失去所有的水分;但是由於它比地球大60%左右,若地質條件類似,可以認為它的質量是地球的5倍左右,所有如果其他條件還和地球類似的話,它則可以繼續維持良好的大氣情況而不陷入溫室效應循環(可以維持的時間大約是到50億年後,不過這時候它的主星也已經「掛了」,能維持住也然並卵了)不排除可能有類地生物的出現的可能。

有一點要說明的是:所謂的宜居帶就是指液態水可以出現的距離主星的距離範圍。所以並沒有考慮大氣啊,地質情況之類的因素。


第四,為什麼NASA要搞個大新聞來報道452B呢?


這張圖應該是最讓NASA的科學家們興奮的點了。也是隆重召開發布胡會的原因。可以看到452B所在的位置和地球十分的接近,而之前被認為最像地球的186f已經滾到右下角好嗎?如果說金星和地球是兩姐妹,那麼452B和地球就是雙胞胎了:無論是主星溫度,所在距離(接收到的主星的能量)都極其的相近。

之後的內容就是NASA在吹逼了,例如kepler如何牛逼,我們如何能創造未來之類的話。
就不在這裡贅述了。
如有問題,請評論區有請。

總的來說:
Kepler-452B是目前最接近地球狀態的類地宜居帶系外行星,這是一次重大的發現,是人類天文探索史上的一個重要事件,但是目前對於我們的現實意義並不大。沒有蟲洞和超光速旅行,這輩子咱們是到不了這個新地球了。

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記者提問環節
(由於翻牆的不穩定性,導致中間很多地方都是雜音,沒能聽清楚問題和回答,抱歉。)

除了上面提到的重力問題,還有一些一部分問題:

「Shanghai TV」(應該是上海電視台)的記者問了個問題:如果我們沒法去其他適宜居住的行星,我們探索他們的意義是什麼?
回答1:這是我們的一小步,但是是整個人類的一大步。你和我這輩人都不太可能去,但是我們的son of son of son of son說不定就可以去了。現在我們的發現是為了未來,kepler現在是尋找適宜居住的行星,下一步可能就是尋找更近的行星,在下一步可能就是飛向他們。
回答2:現在我們最遠就到達了月亮,我同意這是為了未來的計劃,雖然月亮的距離和系外行星比太短了,但是在登錄月球之前,地月距離也是那麼的長,所以我相信我們總有一天會跨越這個距離的。
【NASA的科學家們的目標是星辰大海啊!】

來自某位Twitter用戶的問題:
我們知道它的大氣情況嗎?
回答:並不知道。要更多的數據才可知。
【NASA的科學家真夠直接坦誠的】

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你問我這顆行星有沒有液態水和生命?
我本來可以說一句無可奉告,但是我覺得吧,太有可能了,說不定他們星球的天文學家們也在今天發現了我們地球。有時候稍微抱有一點幻想會讓整個世界都變得美妙起來呢

所有圖片均來自於NASA官網。
Kepler-452b: Earth"s Bigger, Older Cousin -- Briefing Materials
英文好的同學可以看這個發布會的輔助材料


PS2:擔心Kepler-452b上的外星人是不是早就找到地球的,請看我剛開的腦洞:
科學腦洞——開普勒-452b能看到我們嗎? - 談兵論道 - 知乎專欄
PS:看到不少網友想知道Borucki爺爺的故事,2012年底Discover Magzine曾經對他做過一次專訪,果殼曾有一篇很不錯的編譯稿,我覺得我寫起來肯定沒這個好:
Planet Hunter (英文)
送望遠鏡上天,去尋找外星行星! (果殼)

這次發現中最主要的一個是:目前發現的第一顆圍繞類似太陽恆星的,處於宜居帶質量比較接近地球的系外行星,編號Kepler452b(b代表是這個系統中距離主恆星最近的行星)。也就是說,這是目前最接近日-地系統的系外行星系統
一同發布的還有500+的行星候選者(planet candidate,就是粗看跟行星的觀測數據很像,但需要進一步確認的),其中有11顆都很可能是位於宜居帶的半徑在1到2倍地球半徑的行星。

因為是Kepler的數據,所以這個系統位於天鵝座,距離我們大約1200光年(感謝評論中有人指出錯誤,應為1400光年) 。直接去是不太可能了,不管距離我們最近的系外行星就位於三體世界:半人馬座alpha 是一個三星系統,中文名南門二,2012年的一篇文章表明,其中的B星基本確認有一顆行星。這顆行星距離主恆星只有0.04天文單位,公轉周期三天多一點,表面溫度超過一千攝氏度,所以差不多常年處在類似「三日凌空」的溫度,相比之下,這次發現的452b處在一個溫和的多的環境中。

只能說NASA的確越來越善於搞個大新聞了,數據第一次發布之前就把渲染圖做好了:這個圖倒是挺準確,這顆行星圍繞的恆星Kepler452(注意沒有b)比太陽大一點,老一點(年齡60億年),這顆行星直徑比地球大約60%,質量大約是地球的5倍。

只能說NASA的確越來越善於搞個大新聞了,數據第一次發布之前就把渲染圖做好了:這個圖倒是挺準確,這顆行星圍繞的恆星Kepler452(注意沒有b)比太陽大一點,老一點(年齡60億年),這顆行星直徑比地球大約60%,質量大約是地球的5倍。

最上面是早先發現的kepler-186系統,中間就是這次的Kepler-452b,最下方是太陽系。綠色寬圓環代表這顆恆星的宜居帶。這次的恆星因為比較亮,所以宜居帶也比較寬,而452b的跟地球差不多,都位於宜居帶靠內的位置,周期只比地球長一點,385天。

最上面是早先發現的kepler-186系統,中間就是這次的Kepler-452b,最下方是太陽系。綠色寬圓環代表這顆恆星的宜居帶。這次的恆星因為比較亮,所以宜居帶也比較寬,而452b的跟地球差不多,都位於宜居帶靠內的位置,周期只比地球長一點,385天。
Kepler探測行星的方法聽起來非常簡單粗暴:行星軌道若處於恆星視線附近就會產生遮擋,如果能探測出周期性的亮度變化就可以得到行星的周期(在排除其他可能性的情況下)和行星相對恆星的大小。如果有多顆行星,它們之間的微擾會導致凌星周期的變化,利用這一點在加上一些動力學計算/模擬,可以更好地約束它們的軌道參數,甚至推出未發現的行星。
很容易看出的是,凌星法需要長周期的持續觀測,但地面上由於天氣變化,很難提供一個穩定的亮度數據,所以最好的辦法還是上太空。2009年,Kepler發射,目前為止,它一共給我們貢獻了超過1000顆確認的系外行星!


這六年時間裡,kepler在繞日軌道上始終指向天鵝座附近的天區。而在每個觀測周期內(長達數月),kepler的指向精度是sub-pixel級別:每顆恆星始終位於同一顆像素上!直到2013年八月,三顆陀螺儀(記錯了,實際應該是調整姿態的反作用輪)中有一顆故障,此後便轉向其他目的的觀測(例如星震)。

wiki上一副不錯的統計圖,綠色是凌星法發現的行星數量,藍色是RV。當然,這裡的日期並不是觀測日期,而是數據經過分析後確認發布的日期。2014年忽然冒出來700+顆「確認」的系外行星,作為曾經處理過Kepler數據的人我有點懷疑結果的可靠程度。

wiki上一副不錯的統計圖,綠色是凌星法發現的行星數量,藍色是RV。當然,這裡的日期並不是觀測日期,而是數據經過分析後確認發布的日期。2014年忽然冒出來700+顆「確認」的系外行星,作為曾經處理過Kepler數據的人我有點懷疑結果的可靠程度。

如果只靠Kepler的數據,那麼你能確認的只有行星的半徑(誤差不小)和行星的周期(相當準確)還有就是軌道傾角的最小可能值(通常都很小)。因為Kepler靠的是凌星法,關於行星的直接數據只有行星擋住恆星那短短的瞬間,所以無法獲得全面的動力學數據(比如非常重要的行星質量,還有軌道半徑和離心率)。那些大眾們更關心的,比如是否有液態水,是否有生命,是固態行星還是液/氣態行星都是沒法確認的

那NASA是怎麼知道這些數據的?靠的是後續觀測,模型擬合合理推測。

後續觀測:由於大多數系外行星沒法直接觀測到,目前對於行星性質的推斷都極大依賴於主恆星的數據。這次為了更好地確認Kepler452的性質,還利用了幾個地面望遠鏡,所以才能把主恆星的質量定得比較精確。在未來,隨著更大口徑的設備的出現(三十米望遠鏡, 平方千米天線陣列之類),有可能對系外行星大氣進行比較精確的光譜觀測,這樣就可以確定大氣成分,是否有生命乃至有工業文明都是有可能判斷出來的。

模型擬合:即使對於恆星,在不知道行星軌道數據的情況下你也沒法直接測量質量。目前的主流辦法是利用多色測光得出恆星的光度和光譜型,帶入已有的恆星模型中推出恆星質量。對於行星質量更加複雜一些,如果是個多行星系統,可以靠他們之間的引力影響得出精確的掩星時刻,然後去擬合觀測數據。單顆行星基本只能靠大小去推測了。

合理推測:這次行星的半徑是地球的1.6倍,根據目前的行星模型,這樣大小的行星不太可能是液態或者氣態行星。這兩種行星都需要一個固態核來吸引足夠的液態氣態物質,而通常單單一個固態核就已經超過了這個大小。所以很可能是跟地球差不多的岩石行星。既然是岩石行星,密度應當跟地球接近,考慮到引力對密度的壓縮,實際密度可能更大,1.6^3 ~4,所以5倍是個不錯的推測。這種質量的行星應當由足夠的引力維持一個穩定的大氣,所以只要溫度合適,表面存在液態水的可能性是非常大的。 不過考慮到它已經相當接近宜居帶的內側,可能已經出現過過度的溫室效應,這樣它的表面就會變成金星那樣,很不好玩兒。當然以上都是我個人的推測,具體還得看ApJ上的paper。

吐槽一下,這種paper都沒發就召開發布會的真是太討厭了,搞得業內人士想裝逼都沒資料可查。

去年arxiv曾有一位Hubble Fellow的文章,根據徑向速度法對Kepler行星的後續觀測結果進行了貝葉斯統計研究,結果表明大多數1.6倍地球半徑的Kepler行星都不是岩石行星,不過這篇文章是基於軌道周期小於50天的行星數據做出的統計,對於這次長周期的Kepler452b,倒是不一定適用。

關於宜居帶,基本是根據「既不太熱也不太冷」的原則划出來的,當然會考慮到具體的波長範圍。大多數情況下,宜居帶只能算是一個非常粗略的估計。

關於宜居帶,基本是根據「既不太熱也不太冷」的原則划出來的,當然會考慮到具體的波長範圍。大多數情況下,宜居帶只能算是一個非常粗略的估計。

順便說一句,Kepler的頭號功臣,Bill Borucki於本月初剛剛退休,他和Kepler的故事可謂跌宕起伏,足夠寫成一部小說。


本文歡迎任何形式的轉載,節選和改寫,不需要通知作者。
作者強烈希望更多人看到下面的觀點。
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原始答案:
我來潑冷水了

nasa說的是「發現了一個類似地球的行星」。
到了聽風就是雨的媒體那裡,現在就說成了發現「第二地球」。
過一個星期就傳成了「發現第二家園」,「外星移民不再遙遠」,「宇宙那麼大,人類要來一次說走就走的旅行」,「發現第二地球,上面或有智慧生物」,"nasa發現外星人",「nasa發現外星人但是沒跟我們說」,「nasa發現外星人但是被美國政府封口」。
我今天是做為一個科學愛好者跟你們說,我不是新聞工作者,但是我見的太多了。我有這個必要告訴你們一些人生經驗,中國有句話叫「悶聲大發財」這句話是最好的。但是我想,我見你們那麼熱情啊,一句話不說也不好,將來宣傳報道有偏差,你們要負責的,nasa沒有說發現第二地球,沒有任何這個意思,nasa只是說發現了一顆跟地球在半徑和公轉周期上比較接近的行星,可能跟地球環境較為接近。你們曉不曉得啊?
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那麼,回到問題上來。
nasa宣傳開普勒452b意味著什麼?
意味著nasa缺錢花了

位於哥倫比亞特區的科研機構NASA面臨著預算不足的危機,為了拯救心愛的預算,九個科學家站了出來。他們所能做的事情就是——弄個大新聞。

要說支不支持,我當然是支持的。
但我們要理性的看待nasa的成果,不能盲目吹捧。
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nasa並沒有忽悠人,他們只是簡單的羅列了幾個事實,讓人們產生了奇妙的聯想。
要知道,人類是一種富有想像力的生物。

舉個例子:
關於天鵝座的四個事實:
開普勒452b位於天鵝座。
天鵝座有人類最早發現的黑洞之一。
天鵝座存在強烈的X射線信號源。
天鵝座61是離地球第四近的恆星,只有11光年。

如果這些同時出現在一篇文章中,在輕微的暗示下,讀者不難產生這樣的聯想——「天鵝座有個高等智慧文明在用人造黑洞向我們發送信號。」(或者更加古怪的幻想)
但我隱瞞了兩個事實。
天鵝座的星體僅僅只是從地球上看起來位於同一個方向,並不是真的就靠在一起。
開普勒到目前為止掃描過的範圍不算大,多個發現出現在同一個方向並不奇怪。
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最後說一件被絕大部分報道這件事情的媒體忽略的事。
開普勒的工作原理簡單來說就是:每當一顆行星阻擋了所處恆星發出來的一部分光時,開普勒會注意到變化的長度,比例和頻率,由此推測行星半徑和周期。

(原理圖——深空版的金星凌日)

(原理圖——深空版的金星凌日)
不難發現,這個方法只能確定行星半徑,軌道半徑和軌道周期
也就是說,我們看到的圖是畫的,不是拍的。上色完全是腦補的。
至於表面溫度,則是按照恆星的大小和距離推算的。

這也意味著一則好消息:還有許許多多黃道面沒有平行於我們的行星沒有被看到,最近的類地行星可能要比1800光年近很多。

(對於這些星球的上色暗示了雲層,冰川,海洋和植被,但是,沒有人說它們存在)

(對於這些星球的上色暗示了雲層,冰川,海洋和植被,但是,沒有人說它們存在)

別說液態水了,我們連有沒有大氣,甚至是不是固態行星都不能確定。(nasa原文的大意是:按照之前研究,這個半徑的星球比較可能是固態,到恆星的距離允許這個星球具有大氣和液態水。)
更別說生物了。
所以說,別提外星人了。
(來源:Kepler-452b: Earth"s Bigger, Older Cousin -- Briefing Materials)
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100贊了,說說德雷克公式。
德雷克公式指出:
星系中可以通訊的文明數量=星系內恆星的數量*恆星擁有行星的幾率*行星系擁有宜居行星的幾率*宜居行星誕生生命的幾率*生命演化為智慧文明的幾率*智慧文明掌握星際通訊技術的幾率*掌握星際通訊技術到文明毀滅所需的平均時長/行星的生命周期

我們現在知道:
銀河系內恆星的數量大概是2000億。
恆星擁有行星的幾率是一個伴隨著觀測精度的提升而持續上升的值,我充滿夢想地取1(現在的觀測方式只能找到黃道面指向地球的行星系)。
行星系擁有宜居行星的幾率——如果是指類地行星的話,按照現在公布的數值來看是1%。
於是,我們得到了20億的類地行星。
好像很多。

但是,後面幾項,我們不知道,並且必將長期不知道。
等到我們知道的時候,大概也就用不著這個公式了。
現在只能說四個字——不要恐慌。
(考慮到宇宙的時間尺度遠大於人類文明的時間尺度,我相信,第一個遇到的外星文明要麼遠強於地球,要麼遠弱於地球——不管是哪一種,艱苦的戰爭都不會發生。)

下面說誤解了:
如果樂觀的把後面四項的值都取0.1,20萬個文明,很多。
但是……
銀河系直徑12萬光年,按圓形算面積112億平方光年,每5.6萬平方光年一個文明……
其實並不多。

再小的一個數,乘以2000億都很大;再大的一個數,除以2000億都很小。
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200贊更新:為什麼我要往壞的方面說?
因為往好的方面說的人太多了……
在我的朋友圈裡面,大部分人都選擇展望美好未來,也有少數擔心外星人威脅的。
這不科學。
對於我們來說,理性的看待nasa的研究成果,是對於nasa最好的支持
今天將「環境允許水和大氣存在」說成「可能有水和大氣」。
明天就會變成「有水和大氣存在,可能有生物」。
後天就會變成「有生物,可能有智慧生物」。
大後天就會變成「美國跟外星人達成了秘密協作條約,不轉不是中國人」。
過一個星期,這件事情就會因為信息熵的急劇提升而失去它所應該具有的意義——讓人們對於天文學產生興趣,而不是偽科學。

多說兩句:
nasa的文案標題是Finding Another Earth,「尋找另一個地球」,而非「找到另一個地球」。
這個標題所表達的意思是——我們在找,我們完成了具有紀念意義的第一步。
而在傳播過程中已經變成了——我們找到了。
在承認nasa文案水平的同時,我不得不說,這是一件糟糕的事情。

nasa沒有提到相似度0.98。
2015 年 7 月 23 日,NASA 宣布發現 Kepler-452b 意味著什麼? - 黃小狼的回答
提到某個國內媒體參考了reddit上水友發的帖子(按照我的印象,reddit約等於引入經驗制度前的貼吧水平)。
然後被很多國內媒體爭相傳抄了。
這也是一件糟糕的事情。
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為了把這個答案往前推,我不擇手段的表示:
滿百贊我們來聊聊德雷克公式及其誤解。(好像沒什麼乾貨,下一次會多寫點)
兩百贊隨便編了點東西。
五百和一千時分別會有一個神秘的更新(目前在儲備乾貨)。


轉載註明出處及原鏈接即可

這個回答和問題本身沒有什麼關係,只是為了糾正一下這個問題表述中提到的所謂「地球的相似指數0.98「的說法。

來自鳳凰網

來自鳳凰網地球「脫單」了:NASA發現地球2.0 相似度0.98(圖)_鳳凰資訊

今天鋪天蓋地的中文新聞提到了地球相似指數0.98的概念。比如上圖即今天鳳凰網的相關報道。對地外行星稍有了解就會意識到所謂「地球相似指數「是個很奇怪的說法。目前我們對這個新公布的行星知之甚少,連最基本的是不是岩石星球都不確定(雖說理論上應該是的),更不用提有什麼樣的大氣。雖說這個行星在所謂宜居帶內,但是強的溫室效應可以讓地表溫度非常高。那麼這個相似度是怎麼給出的呢?於是我試圖去找這個數據的最初來源。

按照中文新聞反覆轉載的一貫風格,從新聞本身找不到其信息來源。比如這篇報道,「天文學家稱」,你轉載敢不敢把名字說出來?於是要找信息來源,只好使用其它途徑。

首先,題主問題中提到的NASA新聞是最官方的新聞通報,其中並沒有提到這一數據。

鳳凰網這篇報道其它大部分提到的內容,比如Kepler-452b上有可能有火山等表述來自於Kepler數據分析主管Jon Jenkins的採訪(其實這種表述多少也有一點誤導性,但畢竟是說可能,所以也沒什麼錯)。而Jon Jenkins在採訪中並沒有提到「地球相似指數「這個概念。

使用英文,很快就找到「地球相似指數「對應英文Earth Similarity Index (ESI),Earth Similarity Index. 這個概念最初來源於2011年發表在astrobiology上的一篇文章A Two-Tiered Approach to Assessing the Habitability of Exoplanets。這樣一個基本概念定義的文章有7個引用,說明這個概念在系外行星領域還是一個很小眾的概念。讓我們來看看這個ESI到底是怎麼定義的。

其中

其中x_i是行星的某個性質(如表面溫度),x_{io}是地球上對應性質的參考值(如288K),w_i是該性質的權重,n是考慮了的行星性質的總數量。文章中給出可供用於計算的4個性質和權重見下圖,具體使用哪個根據具體情況決定。其中的權重的取值,是為了單考慮任意一項時,類似地球的行星有ESI&>0.8.

由此可見,同一顆行星,考慮不同性質時,會得到不同的ESI。

由此可見,同一顆行星,考慮不同性質時,會得到不同的ESI。也就是對於每顆行星來說,ESI不是唯一的!這篇文章也提到了這一點。

到目前為止,因為還不知道Kepler 452b的質量,於是這幾個量裡面我們只知道其半徑為1.6地球半徑。只考慮這一個量,那麼
ESI=left(1-frac{1.6-1}{1.6+1}
ight)^{0.57/1}=0.86
不是0.98!

給出ESI定義的那個組創建的網站The Habitable Exoplanets Catalog中,多考慮了一些因素,給出它們的綜合估計ESI=0.83,在目前發現的地外行星中僅僅排在第6位。(其實我覺得這個表格里的很多數字都存疑)

這從某種角度也可以體現出ESI這種定義本身不可靠。

這從某種角度也可以體現出ESI這種定義本身不可靠。不過這種定義看上去用一個簡單的數字表示了一個我們很關心的性質,導致這對新聞媒體非常有吸引力。


那麼0.98這個數到底是怎麼來的?國外新聞中都沒有提到這個數字,有幾個英文的新聞居然都是由中文新聞再重新翻譯成英文的…… 經過反覆google,我最終在這個
NASA to announce discovery of Earth-like planet with earth similarity index 0.98 (via HackerNews)
Reddit帖子中找到來源(一個社交新聞網站,與國內的BBS或貼吧相似,有錯誤很正常) 。這個帖子標題的鏈接指向NASA官網,於是在帖子邊上就顯示了NASA的徽標。但標題的內容是作者自己寫的,和NASA沒什麼關係。

該貼標題稱數據來源於HackerNews(另一個類似的社交新聞網站,可信度略高一些)。然而我在HackerNews中找不到據稱的數據來源。

該貼標題稱數據來源於HackerNews(另一個類似的社交新聞網站,可信度略高一些)。然而我在HackerNews中找不到據稱的數據來源。

總之,非常神奇的某個國內媒體看到了這個Reddit貼子的標題,並翻譯過來作為了自己的新聞標題。之後其它各種媒體不負責任互相複製粘貼,使得這個並沒有被科學界廣泛接受的指標以及完全沒有根據的數字成為了最吸引眼球的話題。


===第二次編輯的分割線===
評論里一位答友說得很好,我決定放在最前面。
"可怕的不是我們發現了一個,而是,我們這麼容易就發現了一個。"
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令費米悖論變得更可怕了。
之前一直有一個論點是認為宜居帶的行星可能很少,地球是萬里挑一的幸運兒。
現在看來,只怕不是。人類用很不精確的觀測手段,觀測了幾百顆恆星,就輕易找到了一顆宜居行星。如果不是碰運氣碰上了,說明僅僅銀河系裡,宜居行星的數量級可能在千萬甚至億這個級別上。
而且這顆行星比地球早開始15億年。
而且距離只有1400光年,即使造出光速1/100的飛船就可以在14萬年到達。這種飛船不需要太科幻的技術,完全再人類現有理論的框架內,人類可以在幾百年內造出來看來是大概率事件。
即使不造飛船,建一個瞄準這個行星的發射站,只需要1400年就可以讓對方收到地球的問候。
然而,地球至今都沒有收到任何來自這顆早進化15億年的兄弟的任何信息。

人類都可以這麼輕易就發現宜居星球,難道外星文明就發現不了地球嗎?
可事實上,整個宇宙對地球都是徹底的沉默。

真是細思恐極。

===更新的分割線===
吃個早飯回來200贊了……這只是個開腦洞的答案啊……

那麼既然開了不妨再多開一點。
假設這顆比地球早開局15億年的行星,運氣不好,進化慢了點,比地球晚了5億年出現文明。(五億年很大的數字了,地球大型生命到現在不過2億年。)
那也比地球早了10億年。
假設這10億年,他們每隔1萬年就自我毀滅一次,重新從石器時代發展,再用20萬年發展回來。
那就是5000次重啟。(一個文明5000次的毀滅與重生,這史詩感……)
假設在1萬年短暫的文明期里,他們每隔1000年才向地球發射一個探測器。(他們不想探索外界,每隔一千年才出一個奇葩領導人。或者他們目標太多了,地球輪不上。)
即使這樣,地球上也應該有5萬個他們的探測器了。
大家體會一下。

如果他們自制力強一點,每隔10萬年才自毀一次。探索慾望強一些,每隔100年就往地球方向扔個探測器。
那麼地球上他們的探測器應該有,300萬個。

呵呵。全世界每個縣城都能分到幾十個哦,爛大街了啊。

然而,事實是,一個,都,沒有。
不但沒有探測器,連無線電信號都從來沒有過。

而且請記住,開普勒一直瞄準的只是天鵝座一小塊星區,連全天空的百分之一都不到。用的測量手段,也遠遠稱不上精確。事實上,照他所觀測到的數量的恆星,和宜居行星的比例來看。僅僅在地球幾千光年內的宜居行星,就很可能在數萬這個數量級。
如果按照上面的推算,地球上應該早就蓬勃開展外星探測器回收撿破爛了才對。

然而,事實上,我們連外星人的一根毛都從沒見過。
在浩瀚的宇宙和漫長的時間面前,我們卻無比孤獨,這就是費米悖論最恐怖的地方。
我想,他的背後,一定有一個黑暗的秘密。

===2000贊的分割線===

真是想不到……答友們對這個問題的關心令我無比驚訝。其實我這個答案沒有什麼乾貨,我想,能得到這麼多關注,只是因為,大家在世俗生活之餘,還是願意對浩渺的星空多看上一眼的,多想上一會兒的。
一個不曾仰視星空的民族,是永遠不會有征服宇宙的夢想的。

最後把我在另一個問題下的答案複製一部分過來,作為對評論里各種費米悖論的問題的統一回復吧。

一般來說,對費米悖論的解釋可以大致分為兩大類,一是認為外星沒有文明或者文明很少,也就是人類文明是特殊的。二是認為外星可能存在文明,但由於某種尚不確定的原因,外星文明不能或不願向地球發出信息。 (如果願意的話,有星際航行能力的文明發出人類能理解的信息應該不難。)

嗯,新的類地行星的發現的意義是大大降低了"地球是特殊的"這一解釋的可能。
現在的天文觀測基本否定了"太陽是特殊的"這一解釋。太陽只是個平平常常的恆星,銀河裡遍地都是。
近年來的一系列發現,包括最新的這顆,基本上也可以認為,地球很可能也沒有之前想像的那麼特別。
在這個基礎上,人類文明是特殊的這一可能在下降。
當然,答案也可能仍然是生命很特殊,或是智慧生命很特殊,不過由於地球已經不特別了,我個人猜測這兩點很可能也不成立。

這使得外星也可能擁有生命,甚至擁有文明的可能大大上升了。

隨之而來的,就是費米悖論的解答是我們目前還不確定的某種原因的可能上升了。也就是我之前說得,一個黑暗的秘密。

但是這不意味著必然會是黑暗森林。
我個人更傾向於是存在未知的大過濾器。而且很可能近在眼前了。
因為人類馬上就會擁有星際探索能力了(如果不把旅行者號認為是已經開始探索的話)。這也意味著如果真有某種大過濾器使得星際文明無法互相探索的話,它很可能馬上就會出現了。


湊個熱鬧。從多個角度來回答一下吧。

【1】天體觀測技術

意味著人類已經達到了可以較為精確的觀測 1400 光年以外和地球差不多大星球的水平,儘管我們還沒法估計其質量,但是我們已經可以較為準確地估計其大小、軌道半徑、公轉周期——學過高中物理的你應該已經發現,這意味著我們也可以較為準確地估計它所圍繞的恆星的質量。這樣的觀測技術水平是相當高的,也說明掩食法 確實是一種很棒的觀測方法。

【2】宇宙學

我們目前僅僅發現了 1000 余顆系外行星,就已經發現了一顆和地球十分相像的行星,這可能意味著在宇宙中和地球十分相像的行星數量非常多。在 德雷克公式 中,關於 類地行星 形成概率一些因子可以被更為精確地確定下來,這是非常大的進步。但是,我們依然不清楚在類地行星中有多大的概率誕生生命,所以距離準確估計外星人誕生概率的還有很長的一段路要走。

【3】航天技術

1400 光年,在整個宇宙的尺度(量級在百億光年)中,是很小的尺度,但對於人類來說,還是太大太大。我們有生之年不太可能和 Kepler-452b 有任何交集。但拋開發現的本身,這一發現預示著人類未來很可能會在距離地球更近的一些地方發現更多適合人類居住的行星,現在的這個發現,或許是一個信號,會讓我們更願意在航天技術上投入更多的精力,讓近年來不溫不火的航天技術有一個突破性的發展。

【4】專業選擇

在大學的專業選擇上,天文學的熱門程度可能會從冰點向上回升,順帶著提升物理學、航天學的熱門程度。NASA 的知名度提升,更多孩子會將進 NASA 工作作為自己的理想。

【5】文學

科幻小說多了一個很重要的素材,這或許會促進世界範圍內科幻小說的發展。在中國,《三體》會再火一陣子,關於三體的段子會層出不窮,三體黨煥發第二春。這不,在知乎上已經有這樣的問題了:Kepler-452b 行星的發現是否符合黑暗森林法則?或與其相關?

【6】影視

我認為好萊塢等影視公司絕對不會放過 Kepler-452b 這一個絕佳的素材。關於它的大片會在未來的幾年內陸續上映,帶給人們視覺的絕佳體驗。

【7】遊戲

以太空探索為題材的遊戲會變得熱門起來。

【8】社交網路

在 微博、人人網 等社交網站,會出現類似於 「連地球都有兩個了,可我還是單身」 的段子並廣為傳播。果殼等科技網站會因為這一發現而被更多的人關注。


**********八卦的分割線**********

【9】「突破傾聽」(Breakthrough Listen)項目

霍金和俄羅斯土豪的「突破傾聽」(Breakthrough Listen)項目會受到影響,考慮到 NASA 的雄厚實力,俄羅斯土豪或許會懷疑 1億美金的投入可能不太夠,也許會逐漸淡化這個項目。當然,NASA 的成果也可能會對他們的研究有一個輔助的作用,這就要看霍金和土豪怎麼想了。

相關新聞:霍金宣布投1億美金尋外星生命
相關問題:霍金為什麼要參與總投資 1 億美金的「突破傾聽」項目來尋找外星生命?

【10】圍繞 Kepler-452b 的炒作行為

世界之大,無奇不有。
Kepler-452b 的發現,對某些人來說,是一個做文案乃至炒作的好機會。

有幾個點子供參考:

  • 拍賣 Kepler-452b 行星的居住權;
  • 成立 Kepler-452b 行星保護協會;
  • 定期舉辦拜 Kepler-452b 儀式;

…………

(未完待續)

******************

答案中的很多內容屬於我的個人猜測,未必準確,僅供參考。


意味著一顆比我們早起步10億年的兄弟星球,依然沒有搞出來能聯繫到我們的黑科技。所以我決定徹底放棄我兒時的太空夢,乖乖地做生意賺錢了。。。

經過同我一樣的無聊逗比抖機靈網友提醒,列舉他因:

1,NASA真的只是缺錢了 -- 看上去「宜居」的行星多了去了,但不湊近了瞅瞅,永遠無法確定。而生命的產生和持續,要求的因素實在是比天文上的「宜居」苛刻N倍。
2,那行星上的生物進化太慢了...
3,宇宙終其一生,每一個有生命的行星都是牢籠...
4,參考《星際迷航》的最高指導原則
5,參考《普羅米修斯》
6,嘿嘿...你猜我是誰?


http://Kepler-452b.com 以及常見後綴的域名,幾乎全部被註冊了。

我想這個星球如果確認宜居,可能會正式命名,叫Keplearth 的幾率很高,萬萬沒有想到,http://Keplearth.com 也被註冊了,狠!!!


地外探索的最大誤區:
人類要找到事宜居住的星球
以便於移居之
想要移居之
要先造世代飛船 獲得在星際間生存的能力
或者造超光速飛船 曲率飛船 蟲洞 總之要怒艹某一條已知物理定律


你都能在飛船上生活了 還找個毛宜居星球?
你都能扭曲整個宇宙的基本規律了 還造不出個恆星行星來 還找個毛宜居星球?

恆星際航行科技是大後期
我們現在做的
就像穴居人在感嘆 山洞要被住滿了 人類藥丸
就像冰河世紀的人類在感嘆 猛獁馬上要死光了 人類藥丸
全大明的土地都被開墾完畢 人類藥丸


從另外一個角度回答:
身邊做商業運營和文案的,用自己的腦洞把這個新聞發揮到極致了……


反對 @靳偉夫以及大部分擔心如此輕易地發現行星的人

recall一下估算智能文明產生的德雷克公式:

德雷克公式如下:

其中

  • N代表銀河系內可能與我們通訊的文明數量
  • R*代表銀河內恆星形成的速率
  • f_p代表恆星有行星的可能性
  • n_e代表位於合適生態範圍內的行星的平均數
  • f_l代表以上行星發展出生命的可能性
  • f_i代表演化出高智生物的可能性
  • f_c代表該高智生命能夠進行通訊的可能性
  • L代表該高智文明的預期壽命

只是發現一個處於宜居帶的行星沒必要這麼激動吧
又不知道它有沒有進入溫室效應的惡性循環,不知道是否有豐富水資源,不知道有產生有機大分子的條件,這樣連它是否處於適合生態範圍內都不清楚
我們只是把前兩個概率的範圍縮小到一定值了,第三個算是了解了一部分,後面還有五個參數誒,杞人憂天啥。


NASA最新發現的類地行星Kepler-452b發布會
直播地址:
http://www.ustream.tv/nasajpl2
大意是說發現了一顆名叫「開普勒-452b」的新類地行星,具體情況請參考 @holyyang 的回答。

熬夜看的,說實話,第一眼把「Keple-452b」看成「542b」了。


幾個高票答案的默認前提就是「我們去不了」,但我的朋友圈裡充斥著「怎麼禍害另一個地球?」的高喊。本著「不計算不下定論」的原則,我把剛寫的文章搬出來,先計算一下航程。

一 84萬年的航程

首先,兄弟你和齊奧爾科夫司機熟嗎?

齊奧爾科夫斯基是老前輩。1857年——英法聯軍帶著幾十艘木船和和幾百門前膛炮來攻打廣州的那年他出生,光緒八年他25歲,才搞清楚你中學課本上的牛頓定律。但到了1903年,人類首次航天發射之前半個多世紀,齊奧爾科夫斯基提出了一個航天飛行的基本公式,一直沿用到今天。希望各位不要對100多年前的老公式有太多恐懼心理。


齊奧爾科夫斯基公式:

V=V0×ln(M0/Mk)


V是航天器獲得的速度增量,V0是向後噴出物質的速度,M0是發動機開始工作時的飛行器質量,Mk是發動機工作結束時的飛行器質量,ln是求自然對數。


發動機性能決定了V0,運載火箭的噴射氣流速度大概是不到3000米/秒,已經是當前的技術極限。那麼,飛行器能獲得的速度就取決於M0/Mk的比值。


高中數學告訴我們,對數函數的曲線是這樣的:


可見,初始質量越大、最終質量越小,M0/Mk就越大,飛行器能達到的最總速度越高。但隨著M0/Mk的增長,ln函數的增長越來越慢(還記得自然對數的導數吧)——因為早期消耗的燃料主要用來加速後期使用的燃料,所以堆積質量是一個效率不斷降低的方案。如果荷載不變,在飛船質量以指數增加的同時,最終速度只能以倍數增加。具體來說,發射一個1噸的飛船,在啟動重量是10噸的情況下,最終飛行速度是噴射氣流速度的2.3倍;啟動重量是一萬噸的時候,飛行器的速度是噴射氣流速度的9.2倍。如果起飛重量達到1億噸,飛行器速度可以增加到噴射氣流速度的18.4倍。一艘地球那麼重的飛船(6億億億千克),即便除了最終到達目標的1噸荷載之外全都是燃料,最終速度可以達到多少呢?


只有噴氣速度的50倍!


如果我們將來的發動機技術進步幾倍,能用每秒一萬米的速度噴氣,50倍的噴氣速度就是50萬米/秒——每秒500公里,聽起來比剛剛掠過冥王星的新視野號(每秒16公里)快多了是不是?但眾所周知,光速約為每秒三十萬公里,每秒500公里只有光速的六百分之一。1400光年的距離,這艘地球飛船要飛600×1400=840000年。可見就算燒掉一個地球,也得84萬年才能得到另一個地球。


接下來我還有一個好消息和一個壞消息。


好消息是星際空間近乎絕對的無阻力真空,只要你運氣不太壞,加速到500公里/秒之後,可以一直保持這個速度往前飛,不用再消耗燃料。壞消息則是沒有任何摩擦力幫你剎車,飛船必須自己解決減速——停下來的問題。


新視野號花了7億美元,為什麼只掠過冥王星看了一眼,就一去不回?因為齊奧爾科夫斯基公式兩側可以各乘以「-1」,等式依然成立。這告訴我們,讓一個航天器停下來或是動起來,都要付出同樣的代價。如果我們用1億噸的燃料把一噸的荷載加速,那麼要是想讓荷載停在目標附近,我們也只能留下全部荷載的1/100000000。所以,要是打算用84萬年飛到「第二個地球」再剎車,就算把整個太陽系(包括太陽)的質量都拿來造飛船,也很難在100萬年內把一隻老鼠大小的荷載安全送達。


當然我們要對人類的技術進步抱有樂觀態度。將來飛行器的推進原理也許和現在完全不同。但就目前可展望的物理學來看,超越光速違反了基本的物理規則,技術再進步,也無法突破科學的邊界。如果我們開發出接近光速飛行的飛船……我們依然需要1400年到達另一個地球。不算加速減速,來回總要2800年。這個時間比孔子到今天的時間還久,可以說這個旅行對當前的人類不會產生實際影響。所以還是不要考慮什麼保護「另一個地球」的環境了,那是
「杞人憂天」(字面含義)。


有人可能寄希望於相對論帶來的時間收縮。但愛因斯坦的理論同樣意味著一個好消息和一個壞消息。好消息是在達到光速99%的飛船中,時間流逝速度只有原來的的1/7(相對地球這個慢速參照系);如果能達到99.9%的光速,時間收縮會達到1/22;99.99%的光速則意味著70倍的時間收縮。2800年的七十分之一是40年,如果不考慮怎麼加速到這個速度的問題(其實是個比齊奧爾科夫司機還大的問題),一個青年旅行者還是很有希望乘99.99%光速的飛船跑一個來回的。


不過很遺憾,愛因斯坦的壞消息是這個時間收縮只對亞光速飛船本身有意義。宇航員可以用40年時間往返,但在地球視角來看,時間照常流逝。兩次加速減速之後,年逾花甲的宇航員打開艙門,看到的是2800年後的地球。這個方案除了能滿足宇航員的好奇心之外,對人類社會也沒有任何價值。


當然,開普勒望遠鏡花了6億美元,給我們的回報遠不止這顆1400光年外的遙遠行星。就在距太陽最近的半人馬座α星(實際上是三顆互相繞行的恆星,即劉慈欣設想的《三體》星系),人類也發現了行星存在的跡象。雖然這顆行星緊貼著恆星,比水星距太陽還近,必定是一個熾熱的世界,但它距我們「只有」區區4光年,和剛剛發現的天鵝座Kepler 452b相比,簡直是就在隔壁。


但人類顯然也不具備拜訪「隔壁鄰居」的能力(無比喻,字面含義,半人馬座α星又稱比鄰星)。目前人類飛的最遠的探測器是旅行者號,它還需要8萬年才能飛到比鄰星。務必記住,衡量恆星之間距離的常用單位是光年。光年意味著約1億億米,即10後面跟上16個0。這個單位本身就意味著絕對的時空「天塹」(還是字面意思)。至於光年前面的數字,是4還是1400,其實根本不重要……


(此處參見:

假設以接近光速飛行在宇宙中,不會因為撞到宇宙中的某些物質而被摧毀嗎?-馬前卒的回答

一顆直徑 30 公里的中子星撞上大犬座 VY 那麼大的岩質星球會發生什麼? - 馬前卒的回答

這兩個答案粗略計算了宇宙有多空曠)


二 宇宙實驗室

總而言之,開普勒望遠鏡花了6億美元,又搶佔了全球媒體的一天頭條,回報給人類的只是一些遠方行星的間接證據,對改善地球環境、緩解資源壓力毫無幫助。那麼,我們為什麼要支持這樣的項目,為什麼要為了遠方行星的幻影而歡呼呢?讓我們先放下這個問題,分析一下「開普勒」是如何「看到」(這次不是字面意思啦)這些行星的。

嚴格說來,我們從未「看清」任何太陽系外行星,甚至完全看不到其中的絕大多數。讀者應該記得,我們把太陽系裡的知名星體都「看」清楚也不過是上周的事情——在新視野號抵達目的地之前,冥王星對人類而言只是毫無細節的一個圓面。至於距離以光年計的恆星,絕大多數在最強的望遠鏡里也只是無法分辨大小的光點,更不要說這些恆星周圍的行星了。最近幾年,隨著望遠鏡技術和圖像處理技術的進步,人類勉強能通過望遠鏡給一些離太陽系足夠近、也足夠大的系外行星拍照。你不要對這些照片預期過高——只是一些能看出顏色的光斑而已,模糊到無法判別圖像的邊緣。


上圖是2015年7月之前,人類眼中最清晰的冥王星照片

上圖是2015年7月之前,人類眼中最清晰的冥王星照片


現在我們眼中的冥王星

現在我們眼中的冥王星


系外行星VHS 1256b 最清晰的照片,應該也是所有系外行星最清晰的圖片


但「眼見為實」這句話並不適用於科學。一個巨大的行星在軌道上旋轉,除了反射可見光,還會製造許多其他的效應,可以用精密的儀器進行測量。只要測量到這些效應,我們就算從未看見這個行星——比如這次的Kepler 452b,我們依然可以推斷出它的存在。不要忘了,太陽系裡肉眼可見的行星,除了我們腳下的地球,只有金木水火土5顆。從天王星開始,我們就要藉助望遠鏡和照相機才能觀測行星反射的太陽光。到了海王星,已經是「筆尖上的發現」,即我們在通過望遠鏡看到海王星的反光之前,就已經通過引力效應發現了它的存在,比較準確地預言了它的軌道。對於太陽系之外的行星,人類雖然更難「看見」,但也能通過類似的方式去觀測。


比如說,足夠大的行星會對恆星產生引力牽引,導致恆星的位置周期性地擺動。記錄擺動的周期和幅度,再根據光度和光譜分析恆星的質量。科學家就能推斷出恆星周圍行星的質量和軌道。如果恆星有多個行星,恆星就會呈現多個不同幅度的擺動疊加。只要觀測的時間足夠長,還可以推斷每個行星的軌道和質量。


從光學上說,雖然大多數行星的反光被淹沒在中心恆星的星光里。但從地球的角度看過去,部分行星的軌道會恰好從恆星面前通過,周期性擋住恆星的一部分光芒,導致恆星的光度下降。只要已知恆星的半徑和光度,也可以通過簡單的幾何分析來推斷行星的半徑。


某些行星有大氣,或是本身就是木星這樣的氣態行星。這樣的行星擋在恆星前面時,大氣會吸收一部分恆星的光線。通過分析哪些頻率的光線被吸收,我們能知道行星的大氣包含什麼氣體。如果包含水蒸氣,再考慮行星和恆星的距離,就能大概推斷行星上是否有液態水。


除了可見光,恆星還會在紅外、紫外、射電等頻率發射各種各樣的電磁波。行星既能遮擋這些電磁波,也能反射電磁波。射電望遠鏡會提供很多超越「看見」的信息。


人類運用了如此之多的手段去觀測系外行星,如果把邏輯反過來說,就是系外行星為人類提供了無比宏大的實驗室,驗證和探索我們對這個世界的基本認識。誠然,人類無法干預這個實驗室的運行,就像歷史學也無法做實驗一樣。但人類可以通過足夠多的史料來總結歷史規律,也可以通過觀測足夠多的星體來彌補了被動觀測的不足。我們能看到多少星呢?


全天肉眼可見幾千顆星,但只要拿起一副最簡陋的雙筒望遠鏡,這個數字立刻暴增到幾萬顆。幾千塊錢的望遠鏡可以讓你觀測幾百萬星體,專業的天文台就必須用「億」來描述自己的觀測對象。至於人類現在到底能看到多少顆星星,這個數字無法回答,但至少也得用千億來衡量。


如此之多的星體,即便大多數是平淡無奇、彼此相像的主序星(像太陽這樣的中年恆星)和紅矮星,但只要有足夠的耐心去逐個分析,總能找到符合特殊要求的「實驗對象」,為人類提供各種極端狀態的實驗條件。開普勒望遠鏡只工作了幾年,就找到了幾百顆系外行星,其中絕大多數「恰巧」正好可以擋在恆星和地球之間。這說明只要觀測的對象足夠多,小概率事件也是必然事件。


天文學這個宏大實驗室對物理學的貢獻不可低估。習近平在演講中特意提到過:

「天文學與其他學科交叉融合實現的每一次重大突破,都對基礎科學乃至人類文明進步帶來現實的和長遠的深刻影響」。

這話說的不錯,愛因斯坦的廣義相對論、牛頓的力學定律和萬有引力公式都是通過天文學觀測得到驗證的。否則的話,人類不可能找到恆星那麼大的引力源去偏折光線,牛頓時代也無法找到標準化的實驗工具來建立現代物理學體系。被寫進物理課本的基爾霍夫(基爾霍夫電流定律)曾通過光譜分析出太陽大氣的構成元素,被人調侃「你知道太陽上有金子又如何?能挖到么?」,轉眼他就因為光譜分析方面的研究獲得了金質獎章——對於全人類的科技進步來說,天文學提供的實驗案例是用黃金也換不到的「富礦」。所以,不必奇怪,就在我幾百米外的上海交通大學,物理系的全名是「物理與天文系」。


三 銀河系的角落

當然,必須承認,從天文學中獲得新的物理定律,並應用於工業的概率並不是很高。更多的情況下,我們只是反覆在天文觀測中應用、驗證已有的定律。但這依然很重要。在幾千幾萬光年之外,用不同的觀測手段互相印證,我們會得到一個重要的事實——我們熟識的大多數物理、化學等定律在遙遠的星系也適用,也能互相配合。


這樣的驗證似乎是畫蛇添足——物理定律為何會在其他星系有所不同?但我們務必記得,我們的科學體系是在太陽系這個小小角落發展起來的,作為科學體系基礎的測量大多數只局限於地球,如果不去進行天文觀測,沒有理由認定宇宙各處的自然規律相同。實際上,在歷史上的大多數時間裡,大多數人類相信地球(或者說大地、人間)是一個特殊的地方,是神為人類特意設計的生存空間。大多數宗教都認為日月星辰環繞地球運轉,自然規則會配合人間的重大事件而出現變革。就算上有天堂下有地獄,就算人奈何不了鬼神,這個宇宙也是以人類世界為中軸線而運行。


地心說意味著地球是宇宙的中心,人類是上帝的寵兒。


然而哥白尼打掉了人類和教會的傲氣。儘管哥白尼還想像不了遠方的繁星也是一個個太陽,但他正確地指出,如果要用最簡單、最準確的模式來描述天體運行(限於當時能觀測軌跡的行星和太陽),認定所有行星都圍繞太陽是最合適的方式。地球一下子從宇宙的中心降為普通的行星,這意味著創造世界(也就是地球)的上帝也沒什麼了不起,更意味著物質聚集成行星是普遍規律,我們未必需要一個上帝把地球捏出來。所以教會驚慌失措,對喬爾丹諾·布魯諾這樣的日心說異端處以火刑。保守的主教們認為,保衛地心說就是保護人類在宇宙中的特殊地位,就是保衛神和教會的世界。因為天文學觀測會對人類從更高、更客觀的角度認識自身,進而用理性驅除迷信、改造人類社會。所以寧可燒活人也不能讓日心說自由傳播——歷史證明教會的擔心是對的。


今天已經沒有宗教法庭了,大多數受過教育的人都知道地球是太陽系的一個普通行星,太陽是宇宙中一個普通恆星。但這只是理性上的「知道」,而不是心底里的「承認。在日常生活中,我們絕大多數人生活在地面上,除了個位數的宇航員,所有人都生活在大氣層之內,就算是1969年有人在月球上踩了腳印,至今也沒有活人能脫離地球的引力控制範圍(之所以限定活人,是因為「新視野號」搭載了冥王星發現者的骨灰)。這種生活感受會不斷地暗示每一個人,告訴我們地球是宇宙的中心。前幾天一個外國畢業典禮演講視頻很火,裡面有一段話描述了類似的暗示和錯覺。

譯文來自David Foster Wallace在Kenyon College畢業典禮上的演講

「我來舉個例子,說一件我總是下意識堅信的錯事吧:我人生里所有的經歷都證實著我的一個堅定的信念,那就是,我,是宇宙百分百的中心;是全世界最鮮活、最重要的人物。我們很少去思考這種自然而基本的自我中心論,因為這聽起來太欠揍了。但我們都是這麼想的。這是我們的系統默認思考方式,從出生開始就根植在我們的腦子裡。你想想:我們所有的經歷都是以我們自己為中心的。你眼中的事物,總是在你的面前,你的背後,你的左邊或者右邊,在你的電視上或者你的主機里,諸如此類。其他人的思想可以傳遞到你那裡,但只有你自己是如此的鮮活、真實、瞬息萬變。」

與之類似,人類考慮問題的時候,也往往默認我們的世界、我們的科學都局限於這個小小的地球,默認這個世界和人類文明是一個特殊的地方,其存在和某些特定的習俗和道德有關,把人類文明的某些特性看成不容置疑的宇宙真理,乃至與敢於用人類的情感和力量去挑戰真正的自然規則。所以這個世界上才充斥著那麼多的極端主義,所以總有一些人覺得自己得到了神的眷顧,理應高人一等,比別人更有權利替全社會做決定。這都和人類觀察人類社會的視角局限於人類社會內部有關。


這個時候,天文觀測可以幫助人類清醒一點——在幾千光年外也成立的自然規則,絕不會是專門為人類所設,上帝如果一定要給人類設計一個家園,也沒必要去規範其他星系的運行模式。所以最合理的解釋就是:「我們的世界只是宇宙一個普通角落」。如果相信人類文明的出現和滅亡對宇宙來說都不是什麼大事兒,人類應該會更不卑不亢地尊重客觀規律,會在日常生活中多一些寬容和理性,少一些無謂的偏執。用幾十年前常用的一個說法描述這件事,就是:「天文學讓人類遠離唯心主義,接受唯物主義」。


四 天是紅河岸

在可以想像的所有天文學進展中,對人類衝擊最大的成果莫過於發現另一個文明。即便我們無法從其他文明獲得技術信息,即便人類無法和他們建立聯繫,但只要知道另一個宇宙文明的存在,人類社會的受教育群體就會自然而然地獲得一個新視角——在人類社會之外觀察人類社會。很難想像這對整個社會受教育階層的思考方式會造成多麼大的影響。我們可以在歷史上尋找一下參照物。


19世紀達爾文提出進化論,剝奪了人類的特殊地位,宣布人類並不是特殊的生物,只是進化樹上的諸多猿類的一種,這在神權殘餘濃厚的歐洲引發了政治思想的滔天巨浪。即便在遙遠的中國,嚴復翻譯了達爾文的老朋友赫胥黎的演講稿,名為《天演論》,被康有為和梁啟超讀到,成為戊戌變法的重要誘因。毛澤東、魯迅等人都表示這本書顛覆了自己的世界觀,以至於讀起來手不釋卷。如果天文學觀測能證明另一個文明的存在,讓所有人的潛意識都承認到地球生物圈乃至人類文明只是宇宙中一種正常的偶然現象。恐怕整個社會學、政治學理論都會受到不亞於進化論的衝擊。


劉慈欣在《三體》中為探索外星文明的「紅岸基地」寫了一份立項申請書,並代擬了毛澤東的批示。從進化論的片段對中國社會的衝擊來看,這份虛擬的文件的確有邏輯基礎,並非只為烘托特殊年代的氣氛:

……尋找外星文明:這是所有技術突變的可能性中變數最大的領域,極有可能產生突然性的巨大突破,該領域的技術突變一旦發生,其影響力將超過以上三個領域技術突變的總和……

……百忙之中下一步閑棋是很有必要的,這個工程讓我們想到很多以前沒空想的事。這些事只有站到一個新的高度上才能想得通,就這點而言。紅岸已經具有很大的意義了。如果宇宙中真的還有其他的人和社會,那也很好嘛,旁觀者清,千秋功罪,可真的有人評說了

開普勒望遠鏡正是在尋求紅岸基地企圖製造的「突變」。雖然我們不知道1400光年外的天鵝座Kepler 452b上是否有文明或者生命,但至少我們知道和地球相似的行星並不需要上帝眷顧才能產生,知道其他恆星周圍的塵埃盤也會製造另一個地球。這是人類尋找外星文明的路上堅實的一小步。為此付出6億美元看似昂貴,但和整個地球80萬億美元的GDP總量相比,我覺得還是太少了一點。


紅岸基地網友想像圖


我當父親已經很多年了,這期間,我的同學、朋友也紛紛結婚生子。通過觀察這些孩子的成長,我發現可以從兒童行為上清晰地區分他(她)是否上過幼兒園。一般來說,上過幼兒園的孩子比沒上過幼兒園的孩子更懂得合作,更容易接受談判,更願意理性地考慮問題。即便即沒上幼兒園的孩子更大、發育更成熟也往往如此。而且大城市的幼兒園和農村的簡陋託兒所都能造成類似的效果。


這意味著幼兒園教給孩子什麼知識並不重要,重要的是讓兒童離開被單獨照顧的家庭,進入一個和同齡人平等交往的多人環境。在新環境里,他可能會打架,可能會不適應,但無論如何,他會懂得世界上不只有一個孩子,自己不是一個特殊的被照顧對象。這迫使他用理性思維來考慮問題,把自己當成一個群體的普通成員,用努力和恰當的交換去追逐自己的目的,而不是哭鬧和撒嬌。從個人的角度說,多人環境「治癒」了獨生子女的「極端主義」。如果不需要付出太昂貴的代價,我建議現代父母應該儘早送子女去幼兒園。


當讀到劉慈欣關於紅岸基地的描述時,我意識到人類作為一個整體,也正在處於「獨生子女兒童」的狀態。所以我們編造了各種宗教,設計了各種各樣的神,向人類施加各種各樣虛擬的寵愛,以鞏固人類生活於宇宙中心的幻象。這樣的幻象曾經有助於維護一個停滯的社會,但無助於解決人類發展的問題。對人類來說,天文學非常重要的一項作用就是戳破這個幻象,向我們展示其他地方也有「兒童」或是存在產生「兒童」的可能性。這或許無法立刻改變人類生活的硬體,但可以提供一個非常有用的思考方式:「解決問題的時候,不要把自己當宇宙的中心」。僅僅為了這個目的,尋找無法移民的「另一個地球」就非常值得。

補充: @靳偉夫 同學的回答很不錯:

2015 年 7 月 23 日,NASA 發現開普勒 - 452b 意味著什麼? - 靳偉夫的回答


可見不用等到發現另一個文明星球,僅僅是「很容易發現條件不錯的類地星球」這個事實,就足以促進人類跳出自身視角思考了。不過我還沒有那麼悲觀,之前做過一個類似的回答:


宇宙已經140億歲了,多少文明存在又消亡過,為何沒有文明進化到可以星際旅行,通過蟲洞找到我們? - 馬前卒的回答


此外,「解決問題的時候,不要把自己當宇宙的中心」,這不是建議大家當球奸,只是說解決問題需要尊重客觀規律,但提出問題的時候倒不妨從自己出發


昨天一邊看直播一邊看評論。很多人說「然並卵」,「褲子都脫了就讓我看這個。」包括果殼的這篇所謂真相揭露:「這就是你們要的NASA大新聞」(NASA發現的「另一個地球」,並非第二家園!)。
每個人的想法不一樣,我還是把這個看做某種夢想。
我還是覺得人需要多一些東西觸及你最原始的感動,這個東西就是夢想。少一些東西觸及你最原始的衝動,譬如說搞個三里屯優衣庫。


我錄製並整理了昨晚的現場直播,上海聽眾問答部分尤其精彩。權做拋磚引玉。


前半部分是類地行星開普勒-452b的關鍵信息。後半部分是音頻直播時的聽眾問答部分:20幾個提問裡面還有3個中國同胞的聲音,作為一個日益崛起的大國對最新的科技進展表現出關注並不奇怪。令人驚訝的是這三個電話提問竟全部來自上海,也許能從一個側面說明上海是中國最摩登的城市。另外,科學家的回答也非常精彩。

(註:以下內容整理自我錄製的現場直播音頻,和NASA的官方網站:NASA Supercomputer Assists the Hunt for Exomoons
由於眾所周知的原因,國內得藉助特殊手段才能看到直播)

它距離地球1400光年。處於宜居帶,也就是說其表面可以有液態水形成。
它的直徑比地球大60%。
它一年有385天,只比地球多5%。
它的恆星是開普勒-452,比太陽大10%,亮20%,而且年齡更老一些。它到這顆恆星的距離,只比地球與太陽之間的距離大5%。
它所接受到的來自恆星的能量(「陽光」)也與地球很相似。
它已經在宜居帶待了60億年, 甚至比地球還久,這意味著如果大氣等條件也具備的話,它有足夠的時間孕育生命。
它的質量目前尚未完全確定,但很可能是地球的5倍(在直播的問答環節中,科學家補充了誤差是2,也就是說3~7倍),表面的重力加速度很可能是地球的2倍,這意味著在那裡每個人的重量都會翻倍。
尚未確定它是否為岩質行星。而且它的大氣情況我們幾乎一無所知,但根據現有的理論模型,它的大氣(如果有的話)很可能非常濃厚。

另外由於任務涉及到的數據量非常龐大,還有大量的有用信息沒有挖掘出來。以後會繼續公布。

大家肯定好奇這麼遠的行星是如何發現的。當然不是用望遠鏡直接觀看到它,而是間接地通過觀測恆星的亮度推斷出來的:當這個行星經過它的恆星時,恆星的光會被擋住一點,因而亮度降低。

(打個不準確的比方,比如1000公里外有一個燈泡,你用望遠鏡對著它看,然後一隻蚊子繞著燈泡轉圈,蚊子會擋住燈泡,又飛到背面,循環往複。你的望遠鏡看不到蚊子,但是可以看到燈泡周期性地變暗變亮。於是就可以斷定有個小東西在那裡飛。實際過程比這還要複雜和困難好多倍。——譯者注)


這裡要說明的一點是,它並不是人類發現的第1個處於宜居帶的行星,之前已經有11個類似的行星發現。但是這11個行星要麼太大,要麼離其恆星距離太遠,要麼它所圍繞的恆星是紅矮星(其表面溫度相比太陽低很多),總之都不大適合生命存在。
而這次發現的開普勒-452b是最接近地球,也最有可能存在生命的。

下面是聽眾問答部分,我沒有全部聽譯,省略了一些重複和不簡潔的部分,並把三個中國同胞的精彩問答放在了最後:

這個行星的地質信息怎麼獲得?
半徑周期之類的很容易測量,但地質信息很難獲得,得通過金星等去類比猜測。

60億年的年齡是怎麼得來的?
根據現有星系演化模型和觀測的到一些量(比如恆星的質量,恆星的溫度),做一個對比。年齡就作為一個參數確定了。但同時它的誤差也很大,得加或減20億年。

假設那是個岩石星球,既然它的表面重力加速度是地球的兩倍,那如果我們去了那裡能生存下來么?
我對這個其實也不太懂,我猜時間久了人就會適應,並且把這種能力代代遺傳下去。當然一開始可能比較有挑戰性。
另一個科學家的補充:航天員剛因從那種神奇的失重狀態返回地面時,會感到出奇地重。但身體還是能快速地適應。現實中很多人可以負重旅行。我們的身體其實挺適合做這些事。人類有很強的自我修復能力,因此我覺得即使是短期而言,我們也是能適應的。

這個行星是目前為止最有可能發現生命的嗎?
是的,因為它的接受到的「陽光」跟地球上最相似,而生命(尤其是植物和微生物)在根本上依賴於此。

你們是怎麼測量行星質量的?
我們現有的科技其實完全沒辦法直接測量它的質量,它太遠太暗了。但是我們由於已經測量了其他很多更近的行星的質量和大小,根據這些數據,我們能預言和估計這顆行星最可能具有的質量。

大約有多少恆星有類地行星?另外木星這樣的大行星多呢還是地球這樣的多呢?
15%-20%。
宇宙中的小體積的行星比大體積的行星要多得多。

有沒有另外的任務和計劃?
有很多。 比如Campaign 9,它甚至能利用愛因斯坦的引力透鏡理論,去發現行星。

下面三個都是來自上海的電話提問,第一個是位先生,後面兩位是女士。
首先我想對NASA全體表示慰問祝賀,我想問的是有關於新發現的開普勒-452b或之前的類地行星旅行的問題。許多人覺得,如果我們不能到那裡旅行,那麼發現這些行星的意義何在呢?所以這個世紀有么有可能到其他行星旅行呢?

這只是在回答人類在宇宙中是否孤獨的第一步,是整個人類的第一步,如果沒有一些不可思議的突破性進展,你我今生都是不可能到達那裡的。但你懂的,我們的孩子的孩子的孩子或許可以(You know,our children"s children"s children may.這段回答讓人感動,因為讓人想到愚公移山:子又生孫,孫又生子;子又有子,子又有孫;子子孫孫無窮匱也。而且口頭禪you know出現在這裡真是恰到好處別有韻味——譯者注)。明年的下一步任務是發現一個更接近地球類地行星,以讓我們更仔細地研究。也許離地球只有幾光年。如果我們能發現那樣的行星,如果給人類訂點目標,在以後的世代中,我們或許能達到目標。這是一個長期的目標,但卻很讓人興奮。

有沒有在開普勒-452b上發現生命的跡象?
答案是沒有。(他後面的解釋還有很多就不列舉了,但有一句特別喜歡:There are world out there we can go for。因為讓人想到這句話:為什麼登山?因為山就在那裡)。


你好,我來自中國上海,我的問題是,有沒有可能,其他星球上的生命或許不需要類似的生存條件?比如,或許它們不需要水,等等。第二個問題,人類努力向其他行星發射信息,並希望獲得外星人回復。有沒有可能他們已經回復了,但是我們沒法探測到。
我們過去這些年對地球上的生命多樣性了解頗多。在我25年前讀研究生的時候,我們認為生物量(某一地域或單位面積內存在的生物的總量)大部分存在於地表之上。但今天我們了解到並非如此。絕大部分的生物量(微生物)其實生活在我們的腳下深處:在非常苛刻的高壓高溫高密度條件下,生命似乎涉足於每一個它能到訪的角落。所以我認為其他星球也不例外。生命就是如此地稀奇古怪,我們總有一天會承認這一點。
另一個科學家的補充:我們目前是用無線電波來溝通的,但我們確實不知道比我們更智慧的文明是否是用比無線電波更先進的東西來溝通。這點我們並不清楚,但是我們明白,我們還是有一定的概率發現點什麼,所以我們繼續堅持下去。


新視野號成功飛掠冥王星,再加上這個新聞,NASA的意圖可能包含:國會,快給我多撥些經費吧。


瀉藥。。從開普勒452b本身來說並不能算是最像地球的宜居行星,否則開普勒186f、438b算什麼=_=但是配合上452b所圍繞的恆星,這顆恆星的各項參數都和太陽接近,除了光強體積質量略大,且根據它的周期來說和地球接近,所以應該是處於宜居帶中。。個人認為這算是一項有意義的發現,但是由於各家媒體的過分宣傳而變的有些誇大其實了,如果想到什麼再來補充—————————————————
我覺得@靳偉夫的回答中有句話說得讓人細思恐極,也發人深思:"可怕的不是我們發現了一個,而是,我們這麼容易就發現了一個。"也許這也是開普勒452b被發現的意義吧,這方面我專業知識不夠,希望將來專業知識夠了以後可以去真正的理解這點、或者是反駁


孫小美家的蘋果放在那裡快一周了。
任誰第一眼看過去的時候准想不到,這個眼前已經爛的長滿綠毛的蘋果,剛買回來的時候也是紅的那麼好看。

孫小美本是愛好整潔的人,如果不是一周前蘋果骨碌到房間最不起眼的角落裡,逃開了他的視線,他怎麼會任由家中有這麼一個發霉的蘋果。

「我們是獨一無二的嗎?」從來沒有一顆蘋果能爛的這麼久以至於長出黴菌,意識到這個問題後,這顆蘋果上的黴菌們忍不住發問。

但是沒有人能回答他們,孫小美的家裡乾淨整潔,不僅有蘋果,還有橘子,還有辣椒,捲心菜。但是沒有發霉的。久而久之,黴菌們意識到,長出黴菌的條件是很苛刻的,需要有水,要與空氣充分接觸,還要足夠長的時間,還要有足夠的養分,他們開始稱這顆獨特的蘋果為apple。

「所以房間里的其他物件像水果刀,手機是不可能有類似我們的生命存在的。而保鮮袋內的西瓜,草莓雖然有足夠的養分,但是因為不與空氣接觸,所以也不會有生命存在。」一名黴菌科學家這樣解釋,「我們是宇宙的幸運兒,只有一個apple,我們要愛護我們的家園。」

探索和求知慾是所有生命的天性,雖然自身離開apple就會死去。但是黴菌們造了很多望遠鏡拚命的向外看,也釋放出了一個又一個的飛行器來探索apple之外的世界,試圖和其他的黴菌取得聯繫。

然而這一切並沒有什麼卵用,房間對於黴菌來說還是安靜無比。一些黴菌開始站在apple上大喊:「喂,我們在這裡!!」並散發出獨特的味道試圖吸引房間內的其他生命。

付出還是得到了回報,開普樂宣布在遙遠的房間另一角發現了和apple相似的另一顆蘋果,並命名為452b。452b比apple早存在15天,體型稍大,同樣在房間一個不起眼的角落。

「這說明我們不是孤獨的!」黴菌們很興奮,雖然沒有任何證據表明452b上也存在黴菌,但是至少這個偉大的發現讓黴菌們對未來的星際移民看見了希望。

有一位叫做費迷的黴菌科學家提出了這樣的想法,「就目前的觀測來看,我們所在的房間至少有一百萬個蘋果這麼大,至少存在了7300天,他們中的大多數都比我們更古老,apple用了三天的時間生出了我們,就算其他的蘋果用100天的時間生了霉,這個房間也應該到處都是爛掉的蘋果了。」

然而這裡現在還是寂靜無比。

這是為什麼?黴菌們想不通。直到螞蟻來到這顆蘋果那一天黴菌們也沒想通。

黴菌們從未想像過螞蟻這種生命的存在,他們體型無比碩大,呈現出和已知所有生命都不相似的外貌,他們的到來只有一個目的——啃食apple。黴菌們不能和螞蟻溝通,無法理解螞蟻所表現出的一切行為,只能成堆的死去。

轉瞬之間,apple被螞蟻啃食的只剩下殘骸和流出的液體。黴菌早已全部死亡,孫小美終於注意到了這顆一周前買的蘋果。他皺了皺眉:「都招來螞蟻了。」說著一腳踩死了正在舔舐地板上蘋果殘渣的一群螞蟻,轉身拿起了掃帚掃走了地上的一片狼藉。

收拾乾淨了房間,孫小美疲憊的看了一眼手機,彈出一條新聞提示:「NASA發現地球孿生兄弟452b!!」


大概幾乎不是個好消息


有時候答題需要用到隱含條件,很多人看這個沒看明白隱含條件

關於行星的

1,蟲子的望遠鏡是09年發射的https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%85%8B%E5%8D%9C%E5%8B%92%E5%A4%AA%E7%A9%BA%E6%9C%9B%E9%81%A0%E9%8F%A1

2,然後蟲子用這個破玩意,只用了6個地球年就發現了一個「疑似宜居行星「 …

3,而凌日法又很不精確,只能測量很少的行星,意味著還有很多行星系沒有被蟲子們發現

4,只檢查了天鵝座(章北海也是往這裡去的…) 宇宙對我們是360全周天的,也就是說,我們在一個球面上隨便取一個像素,然後就用了6個地球年就發現了一個…

結論: 在我們各個方向上,有無數顆恆星,其中又有無數顆行星,位於碳基生物宜居帶(以蟲子的標準)的行星也是極大量的


關於距離的

有人說1400光年很遠。其實也不算太遠,銀河直徑有10萬光年左右,也就是銀河系直徑的1%左右,就發現了這麼一個。

隱含條件

1,根據相對論,近光速飛船內的人時間會變慢。如果達到光速,對於飛船外的觀察者,飛到地球需要1400地球年,但對於飛船里的人,也許只需要很短的時間。

宇宙航行的目的如果是被迫的,則無需考慮飛船外的觀察者的時間。因此,哪怕是達到准相對論速度,如0.5c,也可以大大的節約飛船內生物的時間

2,1400年長嗎? 從地質學上說,太短了。哪怕蟲子的科技發展速度,1400年後,蟲子們如果還存在,也已經達到光速了吧?


3,蟲子們的壽命大約也有100地球年,短的70年,這是1400年的5%。 如果不考慮其他生命形式,還按碳基生物算,別人完全可能有三五百地球年的壽命。

4,還沒算冬眠呢!蟲子不能休眠那是蟲子進化不夠完備,別人完全可能可以休眠,各種形式都可以,脫水、孢子、蛹、冷凍,甚至可能對方是zerg那樣的生物,只要女王存活,其他個體在旅行中可以以幼蟲的形式存在啊!

5,根據以上,1400光年也不算遠了,考慮到其他生物的壽命可能比較長、加上能休眠,加上相對論效應,就算加速和減速需要消耗額外的時間,完全可以走這麼遠。


關於地球的

1,蟲子們笨拙的望遠鏡就能看到別的世界,大眼睛瞥一下也就能看到蟲子們的世界了。如果有觀察者,我們早已暴露,更別說觀察者可能在更近的地方,還能收到電磁波呢

2,更高精度的觀測設備可以發現蟲子們的存在

3,目前蟲子們還沒有發現鄰居。

因此可以推出兩種可能

一、除了我們,宇宙中沒有別的生物

這個結論已經不好了: 有這麼多「適於我們居住」的星球,但是卻只有我們,說明

1,他們都掛了——智慧生物不能存在太久

「你很幽默。我要馬上通知宣傳執政官,讓他把這個科學事實向全世界反覆渲染,讓三體人民明白,文明的毀滅,其實是一件在宇宙中每時每刻都在發生的再普通不過的事。」

2,不可能發展到我們以上的階段

「大篩選理論,我們還沒過篩子」

二、有別的東西,只是我們還沒發現

1,「正像希恩斯所說,文明很可能幾十億年前就在宇宙中萌發了,從現在的跡象看,宇宙可能已經被擠滿了」

2,如果你能看到一個低商世界,那個時間遲早也能看到你,只是時間問題。

3,而他們都沉默了


結果堪憂啊。


另外再補充一下,如果文明不毀滅,確實符合宇宙社會學公理,生存是文明的第一需要,物質和能量總量是有限的:

證明如下

中國每年發電量增長就在3-5%(降低後的),極限算1%吧。

目前全球能源消耗量如果每年增加1%,1000年後,消耗的能源將是現在的20000倍(1.01^1000)

這已經超過目前地球的能量輸出了,意味著我們必須成為II型文明

而且,即便掌握了可控核聚變也不行,因為熱效應會把你烤乾

因此,要麼開始建造戴森球,並居住在空間站(不然還是解決不了向地球排熱的問題),要麼就要走向星艦文明(為了西德尼亞~)

星艦文明的物質總量有限,最好的歸宿就是另一個地球。那麼我看這個行星就適合希德尼亞。或者說,我們的星球也很適合,也許人家已經在路上了呢?

這樣的發現再次廢除了地球中心說,向我們昭示了更不確定的前景,理應讓人們更加具有奮進精神啊。因為不前進就一定會滅亡,只有不擇手段的前進了。

面對一堆說然並卵的,真是蟲子一般的東西! 無論是面臨大篩選還是可能的外星人入侵,還是未來地球的承載極限,發展科技和文化都是地球文明唯一的出路。哪怕按照桂枝的「傳宗接代」,地球都沒了還傳你妹啊。


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