宇宙中會有外星生物么？一定的！《下一站火星》#4

咱們就用正兒八經的航天器發現好了。

先說結論：外星人是必定存在的！我們距離發現他們也許只差明天。

最近，NASA在2009年發射成功的開普勒望遠鏡公布了新一批研究數據，它又發現了219顆太陽系外的行星，其中有20顆處在恆星宜居帶上且條件極有可能跟地球相當，有可能支持生命的存在。

這樣的話，這個偉大的望遠鏡已經在它8年的工作時間裡，將人類認識到的太陽系外行星數量推到了3693顆。

人類對太陽系外行星的發現數量隨著開普勒望遠鏡的投入使用迅速增加 ?NASA

這一個造價6億美元的太空望遠鏡飛行在一個周期為372.5天的地球外側環日軌道上，由於躲在地球外側且一直「尾隨」地球，使得它最大限度避免了太陽光線和地球反射的太陽光線影響，且距離地球較遠不被引力影響而處在一個穩定的觀測平台上。

顧名思義，開普勒的名字就是致敬於人類偉大的天文學家約翰內斯·開普勒，他總結的開普勒三大定律成為人類認識宇宙的絕對基礎。而它的設計目標，就是尋找太陽系外類似地球的行星。

漂亮無比的開普勒望遠鏡藝術構圖 ?NASA/JPL

不過並不是開普勒發現的每一顆行星都有可能孕育生命，行星自身基本需要滿足兩個主要條件：

1. 處在恆星系的宜居帶上。距離恆星過近就會過熱且被過量輻射，例如距離太陽最近的水星面對太陽的那一面溫度高達470度、且大氣和水完全被強大的太陽風剝離；距離恆星過遠則能量不足，例如距離太陽最遠的海王星溫度表面溫度為-201度，那是個絕大部分氣體都會「流淌成河」的極寒世界；

2. 自身不能太小或太大。體積過小，引力很弱不足以維持大氣層，且內部能量快速散失無法維持任何地質活動；體積過大就基本都是像木星一樣的氣態行星沒有岩石質地，同樣無法孕育生命。與地球大小相近似乎是個最優選項。

開普勒望遠鏡在2016年總結的系外行星大小分布圖 ?NASA

而人類發現的絕大部分行星都比地球要大很多，如同天王星和海王星般，只有極少部分行星大小與地球接近，而考慮到宜居帶因素，真正有可能孕育生命的星球大約只有10％左右。

KOI-7923.0行星藝術想像圖 ?NASA

而本批次發現的編號為KOI-7923.0號行星，處於它所在恆星的宜居帶上，體積僅與地球相差3％左右，是目前發現的跟地球最為接近的行星之一，極有可能符合孕育生命的所有條件。

不過儘管如此，科學家們依然很難確定它的環境到底如何。因為開普勒望遠鏡採用的觀測方式是凌日法：當行星從恆星面前飛過時，它會遮住一定的光線導致觀測到的恆星亮度變弱。而如果能夠連續觀測到三次凌日，開普勒望遠鏡便能確定這顆行星的大小和距離恆星遠近。這種方式並不能準確測出行星的密度和是否有大氣等。

凌日法的動圖演示，通過亮度變化確定行星出現 ?Hans Deeg

但能實現這種觀測分析難度已經可想而知，因為恰好觀測到一次凌日現象需要十足的運氣，比如2012年6月6日我國多數地區都能看到罕見的金星凌日現象，而下一次再看到就需要等到105年後的2117年了。要知道，金星是距離地球最近的、且體積和地球大小差不多的行星，這種難度尚且如此，開普勒隔著以光年計的距離觀測宇宙更是困難。

為此，科學家們動用了所有的技術極限，為開普勒賦予了三大絕活，

1. 既然觀測到行星凌日現象概率很低，那我們就廣撒網。當選擇一定觀測角度後，開普勒可以目不轉睛地盯著那個方向的大約14.5萬顆恆星及它們的周邊範圍！這樣的話即便概率極小也能保證一定能觀測到了。

2. 為了保證觀測頻率，開普勒也必須保證隨時檢查是否出現異常，每隔30分鐘，它就會對比這十幾萬顆恆星拍下來的照片，如果任何一顆的亮度出現異常，就要繼續確認是否因為出現了行星凌日的現象；

3. 觀測精度也極其重要，它的精度達到了驚人的0.01％星等。這是個什麼概念呢，就好比是人的肉眼看一個極亮的探照燈，似乎都看不清任何東西了，但此時有一粒極小的灰塵從燈前飛過對探照燈亮度造成的影響，這個精度讓人難以置信。

這幾個絕活情況下，開普勒才實現了這麼多發現。但它所探尋的空間依然太過渺小，幾乎就是宇宙中距離我們最近的一個極小的範圍而已（天鵝座背景）。

可是它的發現告訴我們一個道理：在宇宙中像地球這樣的行星並不罕見，因為按照它觀測到凌日現象的概率反推回去，它可以證明幾乎每一個恆星附近都存在行星系統，而每六個系統里就有一顆類似地球的行星處在宜居帶上。

龐大的銀河系和我們的太陽系所處的位置（太陽的亮度已經完全看不到了）?NASA

好了，數據來了！！前方高能預警！

目前銀河系裡估計出來的恆星數量大約有1000億-4000億個！

目前人類已經觀測到的宇宙中，像銀河系這樣的星系大約有1000億個！

目前人類的研究還在不斷把人類認識到的宇宙大小持續擴大！

因此，NASA科學家估計宇宙中像地球一樣的行星數量大約為以下這個數量級別，

16,999,999,999,983,000,000,000

如果按照概率分析，外星人必然存在，只不過我們距離他們實在太過遙遠。但是，這也意味著我們距離發現外星人，亦或是距離外星人發現我們，也許只差一個

明天

這是本專欄《下一站火星》寫作計劃的第四篇，往期內容：