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聊点科学——寻找生命的痕迹(1)

(2023-11-01 06:29:47) 下一个

中学的时候有选修课。人规规矩矩的好学生都挤破头去奥数学奥物理,我?当然是天文和木刻这种不着调的。刻木头刻的中指侧面压出一道深深的沟,到今天摊开手掌还有点小畸形。

后来相熟的好朋友互相开玩笑往下比找平衡,我说,人家伸出来是芊芊玉手,我们这种,也只拼能九阴白骨掌。

大家爆笑(表示同意)。so what?

天文课学会的是认星图。后来教孩子们看猎户座大星云,讲alfa-,beta-座的区别,个个觉得妈妈神奇极了。

所以我一直的观点是,用了心在里面的时间,总有一天会开出花来,没有?那是没到时候。

又不急。

说回正题。

当人们仰望星空,翩翩浮想,臆造出一个又一个神话了的遥远迷幻多维空间并忘返的时候,大概不会意识到,那些,如果你换双鞋,比如天文学家的,再望出去,会变带了很多疑问的Planeten。

我们是在宇宙中唯一有生命体的星球上吗?我们是唯一的智慧生命吗?

不知道。不知道。不知道。不知道了2000多年,直到我们这一代人,才有可能回答这个问题。

到目前为止,太阳系的各大行星已经被筛过一遍,结论是,什么都没发现。

那太阳系之外呢,有没有Exoplanet?

科研的项目和工业界也没什么不同。当然要层层批准,层层审查,因为牵扯到太多钱了。最后确定项目的名字,叫Minerva Mission。Minerva是古罗马代表智慧,正义,法律和胜利的女神,她也是艺术,贸易和战略的支持者。代号Minerva的太空船因为实在是太大了,只能直接建在外太空,全部建成,需要100年,不会有人在上面。

肯定是要跨代工作了,如同几百上千年前的教堂。假设一代人独立工作是20年,你可以算一下,需要几代人。

我说只有20年独立工作时间,是因为,你前面10年大概要跟(师傅)人做,处于学习阶段,最后10年,大概要带(徒弟)人,真正独挑大梁的,也不过中间区区20年,不会更多了。还要假设你身体健康,不会早夭或者有其他(天灾人祸)事故。

我们每个人的一生,放在宇宙时空中度量,要把标尺调到多小才能被看到?

这个项目的目的其实简单到似乎不值一提,是把一个声音带到距离地球以光年计算的外太空,一个被命名为Minerva B的星球。它特别的地方,是根据现在已有的资料推断,很可能和我们生活的地球有类似的环境。

也就是,可能有生命体。

发现Minerva B的故事,要退回到20世纪末开始讲。

在20世纪前半部分,几乎已经被证实,在我们看到的银河系之外,应该是(几乎或完全)没有其他行星的。无论是从科学还是哲学包括宗教的角度,人们都不肯接受外太空有可能有生命体这一事实。

推己及人。人类理解的生命体,当然需要有一个象人类一样的地球,也就是planet,作为载体,或者居住地。而银河系中的星体,都太亮了,仅靠观测,是无法得到关于planet信息的。

嗯,不能证伪,但是也不能证实。

直到1995年。

瑞士天文学家Michel Major和他的同事一起,发现了51 Pegasi b,这颗行星被正式命名是Dimidium,距Pegasus座51光年,它也是人类发现的第一颗extrasolar planet。

一般来说,夏天的星空比较热闹而冬天的偏于冷清。Pegasus座,看星图的话,在北部,肉眼可见(网上有放大的更清晰的图片)。

至于Pegasus的本意,当然是古希腊传说。

Michel Major后来拿到2019的诺贝尔物理奖。

不过,Michel Major拿到这个奖,不是因为他发现了Dimidium(这样说当然不完全准确,这件事是他的方法有效的证明),是因为他找到了发现外太空星行的方法。Michel Major和同事们,在他们的(普通)天文望远镜上,加了一个光谱仪,它的作用是把星体的光谱分开。假设一个星体附近有行星在旋转的话,由于彼此间引力场的作用,星体的光谱会不停发生小小的漂移。

感谢现代科技进步,通过对这些数据的进一步分析,很容易推断行星存在与否,包括距星体的距离,这个体系的模型完全可以按照人们已经熟悉的太阳系示意图理解。

这颗行星后来被发现不象我们的地球是实体,反而和太阳系里气体的Jupiter类似,由于超高温(可达1000度),因此也被称为Hot Jupiter。

如果没有它的发现,是不会有后来的Minerva Mission的。很简单,它使人们相信,外太空行星天体是存在的。那么接下来的工作变成,如何找到它们。

说到推动科技进步这件事,听上去彷佛很遥远很复杂,其实很多时候就是一个小小的点,一个idea。突然想到我的博士论文最最关键的那个模型,还不是是在海德堡的浴缸里突然冒出来,在挣扎了大半年之后。

1999年,第二颗外太空行星被发现。又是一颗Hot Jupiter。

于是,新的题目变成,有没有行星是实体?象地球一样的?

通过对NASA2009年送出去的的Kepler Space Telescope的数据分析(它每30分钟向地面发送一批数据),天体物理学家Natalie Batalha在2012年发现了第一颗实体行星,Kepler 10b。

而且经过检测,密度非常接近地球。

这一次的挑战是,Kepler 10b表面温度太高,达到熔铁温度,很难有生命存活。

到2018年,Kepler Space Telescope退休的时候,从它返回的数据分析得出的结论是,1,我们仰望星空时,见到的每一颗星背后,都至少有一个行星。2,宇宙空间,形成小型行星的可能性远远大于大的行星。3,其大小和地球可比的行星是最适合生命体居住的。

最后的结论是,在Kepler Space Telescope发现4000多颗的行星里,应该有1000颗左右是有可能有生命体的。

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评论
donau 回复 悄悄话 回复 'FEVRE' 的评论 : 我想每个成年人都应该坚信这一点。所以只要去做你认为应该做的,就可以了。
FEVRE 回复 悄悄话 whatever you do, you'll get back. it's just the time.
这也是我信仰的
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