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科学家太阳系周围的1004个恒星系统中有外星人盯着我们的地球

2020-10-26 38 10/26

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早在70年前,诺贝尔物理学奖获得者费米就提出过著名的费米悖论——假设人类文明需要100万年制造出能快速到达银河系各星球的飞船,银河系中数以亿计的星球中肯定有比我们地球人先发展100万年的外星人,那他们为什么不来找我们呢?

最近有科学家提出两种理论来解释费米悖论,其中一个是“先进先出”,即科技的发展最终会让文明毁灭,那些外星文明还没造出星际飞船就消亡了。另一个则是“后进后出”,即能造出星际飞船的外星文明非常少,而且他们需要的时间不止100万年,可能是几千万年甚至更长,又或者人造飞行器在宇宙中存在某种速度极限,星际空间又太空旷,等他们来到的时候,地球文明可能早就“搬迁”或者自我毁灭了。

总而言之,费米悖论的核心是,我们想造访外星人的星球,而外星人也有可能想造访我们的星球,但后者却似乎从来没发生过。而最近的一项新研究,与费米悖论也有着异曲同工之处——我们的天文学家日以继夜地用望远镜搜索太阳系外的可居住星球或外星文明,那外星人有没有可能也在用望远镜观察我们呢?

这项发表在《皇家天文学会月刊》的新研究表明,太阳系的周围有1004个恒星系统,如果其中一个恒星系统中的某颗行星有外星人的话,他们可能会从远处观察我们。这1004个恒星系统与我们的星球处于一条直线上,距离我们足够近,它们不仅可以探测到行星地球,还可以探测到地球生命的化学痕迹。

在过去的十年里,天文学家发现了围绕着遥远恒星运行的系外行星,这个方法很简单:盯住一颗恒星,等待它突然变暗。这种变暗是一颗行星从恒星和望远镜之间经过的迹象。分析恒星变暗时光线的变化可以揭示行星大气中的化学成分。

但这种方法只适用于其轨道恰好位于其主星和地球之间的行星。在一篇新的论文中,研究人员把这个方法颠倒过来,提出了新的问题:太阳系附近的1004个恒星系统上的居民,有没有可能用同样的方法看到地球在太阳面前的凌日运动?那些恒星系统中的任何生命形式都能探测到我们地球表面的生命迹象?事实证明,对于许多附近的恒星来说,答案是肯定的。

行星凌日运动

来自康奈尔大学的天文学家丽莎·卡尔滕内格尔( Lisa Kaltenegger)在一份声明中说:“如果观察者在那里搜寻,他们将能够在我们淡蓝色圆点的大气中看到生物圈的迹象。”

事实证明,行星在太空中很常见。自1992年研究人员首次确认在一颗恒星前方发现一颗行星以来,天文学家已经在我们的太阳系之外发现了4292颗行星,它们分别围绕3185颗恒星运行,这主要归功于行星搜寻凌日系外行星调查卫星(TESS)。

詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)计划在本十年的某个时候发射,它应该有足够的精度来更详细地研究这些行星——可能探测到它们大气中的甲烷或氧气等气体,这些气体很可能是生命的迹象。如果外星人有自己的JWST呢?研究人员发现,在326光年内,有1004个具有观测地球的有利位置。在其中508个中,那里的视角可以让它们在每次地球经过该位置和太阳之间时获得至少10小时的观测数据。

研究人员推测,1004颗恒星中约有5%可能太年轻,即使有一颗适合居住的行星围绕着它们中的一颗运行,也不适合智能生命进化。但剩下的95%属于能够维持数十亿年生命的恒星类别,地球的经验表明,如果条件合适,这些恒星足够长,足以让智慧生命进化。

名单上的大多数恒星都在326光年范围的较远的一端,因为当你离太阳系越来越近时,可以看到地球凌日的区域变得越来越小。但名单上最近的恒星距离我们只有28光年远。另外还有几颗附近的恒星正准备进入它们可能在几个世纪内发现地球的区域。

名单上有两颗恒星已知系外行星,其中是一颗距离地球只有12光年的红矮星,另一颗是已知的叫做Teegarden的恒星,它们目前没有正确的视角来观测地球,但以其目前的运动速度,它最快将于2044年进入地球观测区。研究人员下一步是将智能生命搜寻行动集中在他们论文中确定的1004颗恒星上。他们特别提到SETI的突破性监听程序,旨在探测来自先进外星文明的通信信号。

有的读者朋友可能会问,就算我们真的发现几百光年外的星球上有生命存在,我们也去不到那里,有什么用?就算我们有光速飞船,去到那里也要几百年的时间。如果你熟悉相对论,你就不会这样认为了,在相对论中时间、速度和距离并不能简单地用“时间=路程/速度”的公式计算,得用到洛伦兹变换。

根据洛伦兹变换,如果飞船的速度能达到光速的99.6%,去10光年外的地方只需要1年,飞船的速度越接近光速,需要的时间越少,有可能只需要几分钟。关于光速尺度上的速度、时间和距离的关系,在我最新的一期视频中都有解释:

以光速飞行,到达27光年外的星球要多久?答27年的相对论都没学好

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