地球之外是否還有生命?若有,他們?cè)谀膬?是否具備了同人類相?dāng),甚至更高的智能?有朝一日,我們能否與他們建立聯(lián)系?古往今來(lái),人類對(duì)地外生命的思考與探索從未停息。本書(shū)深入淺出地介紹了科學(xué)家們對(duì)這些問(wèn)題的不斷認(rèn)知,以地球生命為模板,生動(dòng)介紹了人類探尋地外生命的方法及歷程,并在最后對(duì)未來(lái)中國(guó)深空探測(cè)提出更高的期許。盡管地外生命的眾多問(wèn)題至今仍無(wú)答案,但通過(guò)人類的不斷努力,答案已離我們?cè)絹?lái)越近,讓我們翹首以盼。
2014年3月 ,美 國(guó) 國(guó) 家 航 空 航 天 局(NASA)的開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡在天鵝座發(fā)現(xiàn)了一顆行星,圍繞著一顆紅矮星公轉(zhuǎn),該行星被命名為開(kāi)普勒186f。開(kāi)普勒186f距離地球約500光年,位于開(kāi)普勒 186 行星系的宜居帶中,直徑約為地球的1.1倍,不僅大小與地球相似,而且與所環(huán)繞的母恒星的距離也不遠(yuǎn)不近,使其地表有可能存在液態(tài)水。這顆行星的各種特性,使其可能擁有與地球相似的特征,甚至有可能孕育生命!
2019年7月,NASA 宣布凌日系外行星巡天衛(wèi)星(Transiting Exoplanet Survey Satel??lite,簡(jiǎn)稱TESS)發(fā)現(xiàn)了73光年外的3顆太陽(yáng)系外行星,大小介于地球和海王星之間。新發(fā)現(xiàn)的這3顆行星圍繞太陽(yáng)附近的同一顆恒星旋轉(zhuǎn),科學(xué)家將這一系統(tǒng)命名為“TOI 270”。其中巖質(zhì)行星 TOI 270b 比地球大 25%,距離母恒星TOI 270 較近,表面溫度高;TOI 270c 和 TOI 270d 主要由氣體構(gòu)成,體積分別是地球的2.4倍和2.1倍。這3顆系外行星中距離母恒星最遠(yuǎn)的TOI 270d平均溫度約66 ℃,這意味著其有可能孕育某種類型的生命。而且,科學(xué)家認(rèn)為T(mén)OI 270系統(tǒng)中可能存在比TOI 270d軌道更遠(yuǎn)、處在宜居帶之內(nèi)的巖質(zhì)行星。這一發(fā)現(xiàn),令人激動(dòng)不已!人類為何要鍥而不舍地尋找系外行星?這也許源自我們靈魂深處的3個(gè)“終極問(wèn)題”:
第一,我們從哪里來(lái)?
第二,我們是宇宙中孤獨(dú)的文明嗎?
第三,地球資源枯竭后,我們要到哪里去?
“人類在宇宙中是否孤獨(dú)”是最古老的哲學(xué)問(wèn)題之一。自人類仰望星空的那一刻起,“浩瀚宇宙中是否還有別的地方存在生命”這個(gè)問(wèn)題就出現(xiàn)了。2005年,《科學(xué)》(Science)創(chuàng)刊125周年之際,提出了125個(gè)最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,“地球人類在宇宙中是否獨(dú)一無(wú)二”就是其中的第11個(gè)問(wèn)題。地球之外是否還有生命?若有,這些生命是否具備了同人類相當(dāng),甚至更高的智能?有朝一日,我們能否與他們建立聯(lián)系?這個(gè)貫穿人類歷史的問(wèn)題至今仍沒(méi)有答案,但憑著我們這些地球生物的努力,答案離我們?cè)絹?lái)越近。
迄今為止,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4000余顆系外行星。通過(guò)對(duì)不同類型系外行星的氣候模擬,表明某些環(huán)繞遙遠(yuǎn)恒星的系外行星可能存在種類和數(shù)量均超過(guò)地球的生命。也就是說(shuō),這種行星的生物圈要比地球更為豐富多彩,而地外智慧生命也許就存在于其中的某顆行星上。
歐陽(yáng)自遠(yuǎn) 天體化學(xué)與地球化學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士,發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士,國(guó)際宇航科學(xué)院院士。1960 年中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所研究生畢業(yè),現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員、國(guó)家天文臺(tái)高級(jí)顧問(wèn)。長(zhǎng)期從事各類地外物質(zhì)、月球科學(xué)、比較行星學(xué)和天體化學(xué)研究,取得一系列創(chuàng)新性成果,是我國(guó)天體化學(xué)學(xué)科的開(kāi)創(chuàng)者。近20 多年來(lái),主要從事中國(guó)月球探測(cè)與太陽(yáng)系探測(cè)的科學(xué)目標(biāo)與載荷配置研究,是中國(guó)繞月探測(cè)工程的首任首席科學(xué)家,現(xiàn)為月球探測(cè)領(lǐng)導(dǎo)小組高級(jí)顧問(wèn)。曾獲國(guó)家科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)、中科院及國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、國(guó)防科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、全國(guó)先進(jìn)工作者等獎(jiǎng)項(xiàng)。
王喬琦 畢業(yè)于南京大學(xué)天文系,譯著有《發(fā)現(xiàn)天王星》《萬(wàn)物發(fā)明指南》《物理世界的數(shù)學(xué)奇跡》等。
引言 / 001
第1章 地外生命是否存在 / 007
1.1 外星人的傳說(shuō) / 007
1.2 生命是什么 / 011
1.3 生命存在的條件與宜居帶 / 016
1.4 地球“得天獨(dú)厚”的條件 / 021
1.5 地球生命來(lái)自何方 / 036
第2章 如何探索地外生命 / 046
2.1 探索地外生命的常用手段 / 046
2.2 太陽(yáng)系探測(cè)概況 / 053
2.3 跌宕起伏的火星探測(cè) / 060
2.4 矮行星、小行星和彗星 / 081
2.5 巨行星衛(wèi)星 / 086
2.6 尋找太陽(yáng)系外的宜居行星 / 103
第3章 邁向廣袤的太空 / 108
3.1 改造月球 / 110
3.2 再造一個(gè)地球——火星的長(zhǎng)期改造 / 111
3.3 建造軌道空間站 / 114
3.4 我國(guó)深空探測(cè)的簡(jiǎn)要輪廓 / 117
結(jié)語(yǔ) / 125
拓展閱讀 / 127
圖片來(lái)源 / 129