如果宇宙中有第二個太陽,那麼地球為什麼沒有接受到到它的光,這是不是能夠說明宇宙中只有一個太陽?
11-27
你晚上看不到星星嗎?
有,太陽只是眾多恆星中的一個,在晚上我們看到的星星都是恆星.
恆星由熾熱氣體組成的,能自己發光的球狀或類球狀天體. 離地球最近的恆星是太陽.其次是處於半人馬座的比鄰星,它發出的光到達地球需要4.22年.晴朗無月的夜晚,在一定的地點一般人用肉眼大約可以看到 3000多顆恆星.藉助於望遠鏡,則可以看到幾十萬乃至幾百萬顆以上.估計銀河系中的恆星大約有一、二千億顆.恆星並非不動,只是因為離開我們實在太遠,不藉助於特殊工具和方法,很難發現它們在天上的位置變化,因此古代人把它們認為是固定不動的星體,叫作恆星.
恆星也有自己的生命史,它們從誕生、成長到衰老,最終走向死亡.它們大小不同,色彩各異,演化的歷程也不盡相同.恆星與生命的聯繫不僅表現在它提供了光和熱.實際上構成行星和生命物質的重原子就是在某些恆星生命結束時發生的爆發過程中創造出來的. 如果發現在茫茫宇宙中還有一個像地球這樣的行星,而且上面還有生命,那麼對生活在地球上的人類來說,將是個感人興奮的消息.
不久前,日本一些科學家成立了「日本類地行星探索計劃」工作組,專門負責探索太陽系外的類地行星.倡導成立這個組織的科學家之一松原敏雄是日本國立宇宙科學研究所的研究員.他在接受新華社記者的採訪時說,工作組首先要進行的工作是,尋找太陽系外究竟有沒有像地球這樣的行星,然後才是探測上面有沒有生命存在.
現在,雖然人類沒能直接觀測到太陽系外的行星,這個工作組由50多名日本科學家組成.工作組的工作已經啟動,目前正在制定具體的探索計劃,並打算向政府申請預算,以獲得國家的承認和資助.但這並沒有影響世界各國的科學家對類地行星的探索.1995年,科學家們間接地證明了太陽系外有行星,即根據恆星的亮度變化證明它的附近有行星.如今,科學家證明太陽系外存在的行星數量據說已超過70顆.但是,至今誰也不敢斷定,它們就是類似地球的行星,更不用說上面有無生命了.
據松原敏雄介紹,工作小組自2001年8月成立以來,已經舉行了兩次研討會,確定了今後的研究目標.它們是:直接觀測太陽系外的類地行星;完全測量太陽附近的大約150個星球;對大約50個天體的大氣構成,特別是水和二氧化碳等進行光譜分析;對大約5個天體的生命指標,特別是氧氣和甲烷等進行高靈敏度的光譜分析,並就一般天體(數百個)進行超高解析度的觀測.
關於觀測手段,松原說,正在考慮的有兩種,一是使用日本「H2A」火箭發射的四顆紅外線探測望遠鏡;二是利用美國「哈勃」太空望遠鏡或專門的宇宙望遠鏡.松原認為,尋找類地行星是全人類的共同課題,日本一國難以勝任,最好是與歐美各國進行合作.
不能用望遠鏡來尋找類地行星
目前科學家們探索地外生命仍以地球上的生命過程為樣板,設想生命誕生並繁衍應在類似地球這樣的行星上.這樣的類地行星特徵應該是有堅硬的岩石表面,有大氣層,有液態水,有適宜的溫度.這樣的行星應環繞一顆中年穩定的恆星,沿著近似於圓形的軌道運動,與所環繞恆星的距離適中.從整個宇宙看,生命對環境的要求是非常苛刻的.尋找太陽系外的行星系是探測太陽系外生命最基本的環節.
北京天文台的李競認為太陽系外是否存在著類地行星,還是一個哲學觀念.可以肯定地說,目前沒有發現任何一個太陽系外的類地行星.我們現在可以非常清楚地知道:不能用望遠鏡來尋找類地行星.
20世紀初,有人開始探測太空,不是使用望遠鏡,而是採用分光方法.在太陽系裡,木星等行星圍繞太陽轉動,事實上,他們是共同圍繞太陽的一個共有重心轉動.恆星也有一些擺動,這樣就會給探測帶來困難.
同時,探測太空還要受一些的因素的影響.一是地球的自轉,一是太陽的自轉,還有地球的公轉,星星位移的變化,儀器也會發生變化.1964年,有人宣布大約離地球6光年遠的地方有行星.但是,這個結果,其他天文台卻無法作出來同樣的結果.所以,這就存在著問題.
比如:1999年12月,英國聖安德魯斯大學的卡梅倫博士曾宣布,他領導的小組從一顆恆星的光芒中分離出了行星反射的微弱光芒.這是科學家首次聲稱直接觀測到太陽系外行星,因此引起了國際天文學界的廣泛關注.根據卡梅倫等當時發表於英國《自然》雜誌的論文,這顆行星圍繞牧夫座附近的一顆恆星運轉,該恆星距地球約50光年.但是後來,卡梅倫博士在英國曼徹斯特舉行的國際天文學聯合會大會上承認,他們進行的重複研究無法證明原先結果的可靠性,因此他懷疑該結果可能是錯誤的.
隨著天文觀測技術不斷進展,尋找太陽系外行星系的觀測手段已從可見光波段發展到紅外波段,望遠鏡已從地面移到太空.20世紀80年代,紅外天文興起了.通過紅外來探測,天文學家發現:不止一個恆星的周圍存在著物質盤(類似土星周圍的光環).天文學家從而看到了太陽系的前身.盤上物質彙集著一個個行星.這是天文史的一個大進展.太陽系只有一個樣本的哲學思想已經變成了還有其他太陽系的存在的科學依據.
20世紀90年代初的技術有了很大的進步,使得測定準確度每秒13米成為可能.於是,人們把這個新技術引入了天文領域.1994年,天文學家探測到了太陽系外的行星的存在,這個成果成為當年的十大科技成果之一.
1989年「旅行者2號」飛船飛離太陽系之前,曾回過頭來給太陽系拍了一張「留戀」的照片,此時它離太陽的距離約為45億公里.在這裡太陽已只是一顆亮星而已.而水星已淹沒在太陽的光芒中,火星、天王星、海王星和冥王星都很暗,包括地球在內的其它4顆行星也只是一些模糊和不模糊的光點而已.如果從其它恆星來觀察我們太陽系,距離至少還要遠2000倍,這時,很難分辨太陽有沒有行星.
為了追尋太陽系外的行星,天文學家另闢蹊徑.他們清楚:行星繞恆星公轉時,由於萬有引力的作用,恆星也不是完全在中心,而是在中心附近輕微地擺動,這有點像一名重量級的大胖子和一名穿上隱身衣的小姑娘跳交際舞,大胖子還是會有輕微的擺動,從他的周期性擺動,可以推測出他身旁有一名身輕如燕的隱身舞伴.天文學家使用高精度視向速度測量的光譜方法搜尋太陽系以外的行星.我們在日常生活中會發現,當高速的火車馳近時,火車的鳴叫聲顯得尖銳刺耳,而當火車離你而去時,就顯得平和,這就是「多普勒效應」.同樣道理,當恆星向我們接近時,它的光譜線就會向紫光方向偏移,當恆星離我們遠去時,光譜線就會向紅光偏移.這種光譜線的周期性擺動雖然微乎其微,但是瑞士日內瓦天文台還是用它於1995年在「飛馬座51」這顆恆星周圍發現了第一顆太陽系外行星.此後,世界各地的大望遠鏡都先後投入搜索的競賽之中,至今已發現了將近80顆太陽系外行星.
李競說,現在的問題是人們感興趣的是太陽系外的類地行星.類地行星要具有固態的表面,要有水圈,這樣,才可能會有類似地球上的生命.
這種生命應該按照生物起源的規律進行演變;從低級到高級,從高級到文明,從文明到科技文明,文明社會再發展到科技社會.只有對方有了科技的文明,地球上的人類才有可能與對方取得聯繫.現在發現的太陽系外行星有80個,但是沒有一個是類地行星,毫不例外的都是類木行星.
目前在太陽系以外所發現的大部分行星,其體積大多類似木星,基本上因其四周多為氦氣和氫氣而不適宜生命生存.兩顆土星般大小的行星的發現,加強了「行星猶如雪球」的理論,從小的岩石塊到大塵環,圍繞著它們的太陽浮動.加州柏克萊大學的馬爾西教授說,「這好比我們從遠處看海灘,先前我們看到的是大石頭,差不多像木星大小.現在我們看到岩石,體積猶似土星或者更小.我們仍然沒有能力發現像地球大的行星.這樣的行星其體積應差不多是我們從遠處看到沙灘的小卵石.」
21世紀的一個重大任務就是尋找太陽系外的類地行星,前景是光明的.在21世紀的頭幾十年,人類就會發現太陽系外的類地行星.另外,還有一個終極目標就是:尋找地外文明!但是,目前這仍停留在一種哲學觀念上.
未來10年內很難發現 太陽系外類地行星?
日內瓦觀象台台長米切爾·麥耶接受德國《明鏡》周刊採訪時說,迄今為止還沒有人發現第二個太陽系,而且在今後的10年內人們也將不會發現像地球大小的太陽系外行星.
米切爾·麥耶是著名的天文學家,1995年他與同事一起在飛馬座發現了圍繞一顆恆星轉動的行星.這是人類有史以來第一次發現太陽系外行星,從而證實了科學家多年的猜想:除了我們的太陽系擁有行星外,在宇宙中也存在行星.他因此而一舉成名,被譽為「太陽系外行星之父」.所謂太陽系外行星是指在我們的太陽系外圍繞一顆恆星轉動的行星,由於行星不發光,因此不容易被發現.那麼,是什麼原因促使米切爾·麥耶強調在今後的10年內發現不了地球大小的太陽系外行星呢?
原來,天文學家曾經宣布,他們在大熊星座發現了兩顆行星.媒體隨即歡騰雀躍,說這是「第二個太陽系」,有的甚至說「發現了第二個地球」.麥耶等嚴肅認真的科學家們認為,這未免有些過分牽強.正如米切爾·麥耶所說:「根本不能說發現第二個地球.我們目前雖然擁有功能強大的觀察儀器,可以發現很多太陽系外行星,但是迄今為止沒有人發現第二個太陽系,更不用說第二個地球了.」據介紹,在大熊星座發現的那兩顆行星,大小分別是木星的1.5倍和3/4,而且都是氣態的.
我們知道,生命不可能在恆星上存在,高級生命只能在行星上存在.科學家更認為,只有在與地球大小相當的行星上才有高級生命存在的條件.而迄今為止天文學家還沒有發現這樣的行星.米切爾·麥耶指出目前天文學家採用的方法是,根據觀察恆星受到圍繞它轉動的行星重力的吸引引起的軌道偏差來發現行星.現在的技術水平只能觀察到每秒3米以上的軌道偏差,而地球大小的行星引起的軌道偏差在每秒8厘米的量級.不過,麥耶教授並不悲觀,他說,美國航天局預定在2010年左右發射TPF(「陸地行星發現者」)天文望遠鏡,該望遠鏡能直接觀察50光年距離內的行星.依照麥耶教授的說法,有了天文望遠鏡的幫助,科學家也許要10年到15年後才能發現地球大小的太陽系外行星.那時人們就可以研究太陽系外行星上到底有無高級生命了.
孩子,知乎並不是萬能的地方,這種問題強烈建議不要丟人現眼,沒幾個人會正面回答。
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