求解这是什么字,想知道意味着什么

2015 年 7 月 23 日,NASA 宣布发现 Kepler-452b 意味着什么?
北京时间7月24日凌晨0点NASA公布了一则消息,天文学家确认发现首颗太阳系外位于“宜居带”上体积最接近地球大小的行星(代号为“开普勒-452b”),这是人类在寻找太阳系外“第二地球”道路上的重要里程碑。“开普勒-452b”的发现使已确认的系外行星数量增加到1030颗。天文学家表示,迄今发现最接近“另一个地球”的系外行星名称为Kepler 452b,这个跟地球的相似指数为0.98。这是至今为止发现的最接近地球的“孪生星球”,有可能拥有大气层和流动水。目前没有证据证明开普勒452b上面有生命,因为开普勒望远镜只负责照相,没有办法近距离观测行星,这需要后期技术手段跟进,可能需要把工具送入轨道内。NASA 官网:
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(媒体及自媒体转载条款:1、必须注明知乎ID和答案原链接,2、要么支付千字200稿费,要么一并转载文末广告,3、需私信告知,未经私信商榷的,视为同意支付千字500的稿酬。)NASA确实很擅长“搞个大新闻”,提前3天就放出风来说有个大发现,早早的收集人气,然后boom……不过这么搞值不值呢?我觉得值。这次发现的确实比之前的若干发现都更像地球。发现这东西的望远镜叫开普勒,大家应该很熟悉了,以掩食法搜寻系外行星的空间望远镜,在2009年发射之后发现了上千颗系外行星,几乎把我们已知的系外行星数提升了一个量级。下图显示历年发现的系外行星数,其中绿色的部分是掩食法发现的。其中2009年之后爆发式的成长主要归功于开普勒望远镜。(经众大神提醒,14年那个大爆发比较有水分。)这望远镜长这样:这望远镜长这样:本来是计划一直盯着天鹅座看,结果很不幸,2013年5月坏了一个反作用轮,方向定不住了,然后就丧失了一直盯着一个地方看、长期监测以发现长周期系外行星的能力了,不得不转向所谓的K2阶段,主要科学目标改为其他方面了。本来是计划一直盯着天鹅座看,结果很不幸,2013年5月坏了一个反作用轮,方向定不住了,然后就丧失了一直盯着一个地方看、长期监测以发现长周期系外行星的能力了,不得不转向所谓的K2阶段,主要科学目标改为其他方面了。今天这个Kepler-452b就是随着2013年5月之前的一批新成果一起发布的。我感觉有点开普勒望远镜在系外行星领域的告别演出的感觉——挑Kepler-452b出来说事,算是“给祖国一个交待,给人民一个交待”。开普勒望远镜用的这个掩食法,就是守株待兔,同时监测大量恒星的光变曲线,什么时候哪个恒星有个行星飘过挡了一点光,ding!就被记下来——什么时候再挡一次,duang!就算出了这个行星的周期。所以可以想见,除了系外行星越大、挡的光越多,越容易被探测到,在2009年到2013年这短暂的几年间,行星绕转周期越短,也就有越多的被探测到的机会。结果就是发现的最多的是,个头像木星那么大,并且离自己母星很近、公转周期很短的那些系外行星,所谓的“热木星”。就是这图上左上角的那一坨。就是这图上左上角的那一坨。然并卵。巨气态行星不能住人,离母星太近,温度太高,更没戏。(所谓不在“宜居带”)当然离母星太近不一定就会“温度太高”——如果母星是小质量恒星,本身光度比较小,那离得近点温度才够——不过其实还是然并卵。小质量恒星会有很强的紫外耀斑爆发事件,有事没事给行星消消毒,生物(如果没点防紫外的伎俩)照样活不了。(所谓不在“紫外宜居带”)我们想找的,是母星1个太阳质量,自身一个1个地球质量,距母星1个天文单位,公转周期365天,有大气层,有水的,第二地球。这有多难呢?地球的半径是太阳的109分之一,圆面面积是太阳的万分之一,一个外星文明如果刚好生活在太阳系黄道面延伸出去的某个星球上,有兴趣盯着我们的太阳看一看,它需要能够测到万分之一个星等的光变,才能看到地球遮挡导致的轻微变暗。而且地球365天才挡一次,这外星文明得盯着看至少这么长时间,才能看到一次掩食。如果他们三天打鱼两天晒网,想靠偶尔瞅一眼就正好看到地球掩食太阳,他们运气好的几率大约是千分之一。所以还是看前面那张图,越是长周期、小质量的,也就是越偏右下的,越少。OK看看今天这颗Kepler-452b。(艺术家基于观测数据和想象描绘的概念图)(艺术家基于观测数据和想象描绘的概念图)轨道半径——1.046个天文单位,几乎和地球一模一样;公转周期——385天,一年不到13个月;母星——1.037个太阳质量,跟太阳几乎一模一样;行星大小——1.59倍地球半径,这个差别并没比地球和火星的差别更大。这真的已经和地球很像了!跟我们此前发现的各个看起来很靠谱的系外行星相比,这颗无疑是有史以来最靠谱的一颗。看它的母星和太阳多像!!而以前发现的位于宜居带内的系外行星,都是环绕更小质量恒星的。跟我们此前发现的各个看起来很靠谱的系外行星相比,这颗无疑是有史以来最靠谱的一颗。看它的母星和太阳多像!!而以前发现的位于宜居带内的系外行星,都是环绕更小质量恒星的。当然,移民什么的还是洗洗睡吧。别忘了,人类2154年才搞出前往4光年外半人马座alpha的宇航技术。没有曲率航行技术,1400光年看看就好。不过不能移民又怎么样,我们知道它!在!那!一颗跟地球差不多大、绕着跟太阳差不多大的恒星旋转的,温度刚刚好的行星,就在那里!在它60亿年的生命中,它也许也经历过大量彗星撞击,表面也许也积累了浩瀚的海洋,那里的岁月也是如此漫长,为什么不可以有生命在那里?我甚至想打赌它一定有——而且就算这颗没有生命,又怎么样?我们才看了那么一小块天区几年、发现了几千颗系外行星,就找到一颗跟地球这么像的,如果我们把全天全都巡一遍呢?而且,别忘了,掩食法能发现的只是行星轨道平面正对着我们的那一小部分,还有99%以上的系外行星系统是掩食法难以发现的。有这样的一个发现,我们更加有信心——在我们的头顶、宇宙的深处,还有更多和地球几乎雷同的星球!别忘了,我们的太阳系除了8大行星,还有这些家伙:那无穷的系外行星系统中,还悬浮着多少这么多姿多彩的小球?想想就让人觉得激动。那无穷的系外行星系统中,还悬浮着多少这么多姿多彩的小球?想想就让人觉得激动。开普勒望远镜虽然坏的早了点,终究也算功德圆满。“仿佛打开了新世界的大门”!(写着写着耳机里BBC Radio3突然开始放《行星组曲》,也是醉了)===============================借人气插播一条广告:我发起的公益项目“”旨在为中小学提供天文课程解决方案及引介志愿者天文教师,愿意加入志愿者天文教师队伍的同学或寻求天文教育方面帮助的学校、机构,可以扫描以下二维码与我们联系:
如需转载请私信联系- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------等NASA‘s announcement中,结果出来之前,先说两句:第一:因为是开普勒号的发现,所以一定是和系外行星有关系的内容,因为开普勒号是为了寻找系外行星而发射升空的。所以地球环境报告什么的不可能。第二:对于NASA召开的这次发布会,肯定不是外星人进攻这种蠢事。因为从发布会前的声明来看,阵势还不错:有英国剑桥大学的Didier Queloz(天体物理学教授),NASA科学任务指挥部的John Grunsfeld,开普勒任务数据分析组长Jon Jenkins以及开普勒任务的合作科学家Jeff Coughin。总的来说应该是对于开普勒项目意义重大的发现,但是因为NASA局长没来,说明也不是那么的有“实际意义”的事情:比如虽然发现类地适宜居住的行星,但是太远了,完全到不了之类的。第三:对比去年发现的Kepler-186F,这回的阵势还是蛮大的,所以应该是一颗比Kepler-186F更加靠谱的宜居带行星,比如更加近,(186F距离将近500光年),比如有明确液态水的存在(186F是否有明确的液态水还是不得而知),环绕的主星更加适宜生物居住(186F是环绕M型红矮星转的)以上。- 发布会后再来补充(貌似没有只说两句,罪过)【感谢修正我Kepler拼写错误的知友】————————————————————————————————————————发布会还在进行,边听边更新吧。(现在在听印度口音,真是让我想起我天文教授啊。。。好久不听印度口音,分辨力已经退化了)Anyway,here we go【以下内容以发布会为基准编写】:第一,开普勒计划是怎么发现恒星的呢?因为系外行星相对于我们实在太远,而且相对尺寸也很小,另外它相对于它的主星也太暗了,其光芒会被淹没在主星的星光之中——所以直接用光学成像拍到行星是不可能的。但是我们机智的科学家们就想到了另一个方法:掩星法。所谓掩星法,即当有物体通过主星与地球观测者之间的时候,主星的星光会被掩盖一部分,就会使星球的亮度降低一些。那么怎么排除掉是不小心进过我们之间的星体,星云挡住了呢?答案就是周期性。如果是偶然进入的星体,则不会呈现周期性,而是一段时间的光度下降。如果出现了周期性的光度下降,我们就可以知道有围绕主星的星体出现。不过这个使得光度下降的星体也不一定是行星,而是恒星。这时候就需要一些其他的排除手段,不过依旧是靠分析光度光度,以及分析光谱。这就不细说了。想知道Kepler的光度变化表是怎么样的?点这个链接:Planet Hunters这个计划就是帮助Kepler团队的科学家们筛选潜在目标星体,通过观察星球光度的变化来协助他们吧,说不定下一颗类地适宜行星就有你的一份贡献呢。(我才不会说我大二天文课做了一个学期的数据,虽然有些枯燥但是也是很有成就感的)第二,Kepler计划的当前发现有哪些呢?这次发现的是行星标号为:Kepler-452b。意思是Kepler计划的第452颗恒星的系统中距离主星最近的一颗行星(所以186f就是186星恒星系中第五远的行星)。 感谢指出的错误:行星编号从b开始,是按发现顺序而不是按到主星距离顺序,不然同一个恒星系统每多发现一颗行星就要修改之前的编号了。这颗主星和太阳同为G类恒星,即壮年期的主序星。之后的记者提问环节有个记者问道,如果人类真的登录(which is impossible),怎么解决重力过大,比如两倍重力的问题。NASA正好有人在研究这个课题,给出的答案是不用太担心,虽然刚开始会have tough time,但是在适应了之后还是可以生存的。【吐槽,你都可以飞那么远去一个系外行星了,那时候的科技发展水平真的太美,我不敢看。】顺道一提其他的星球:20e是第一颗发现的小于地球尺寸的系外行星,但是太热不可能有液态水;22b是第一颗在宜居带的系外行星,但是大于地球的两倍大小,所以不太可能有固态表面;186f是第一颗“靠谱”的并在的宜居带类地大小系外行星,但是主星为M型恒星,有点冷,光度不够。也不确定有没有液态水。【吐槽:网易的报道把186F当作452B了,妓者喷油好棒,你看人家腾讯,只是把186F的介绍视频当作452B了,正文还是很政治正确的:】第三,说一说Kepler-452B这颗第二地球上为艺术图。452B的公转周期通过掩星发现为385天,很接近地球。但是沮丧的是452星在1400光年之外。如上面在第二点所说的,主星和我们的太阳很像,大约为60亿年的寿命(太阳为45亿年左右)。这说明这颗行星受到了很长时间的主星光线的滋润呢,比地球多了15亿年。所以如果这颗行星的质量和地球差不多的话,那么它会变得和金星差不多,陷入温室效应的恶性循环,然后失去所有的水分;但是由于它比地球大60%左右,若地质条件类似,可以认为它的质量是地球的5倍左右,所有如果其他条件还和地球类似的话,它则可以继续维持良好的大气情况而不陷入温室效应循环(可以维持的时间大约是到50亿年后,不过这时候它的主星也已经“挂了”,能维持住也然并卵了)不排除可能有类地生物的出现的可能。有一点要说明的是:所谓的宜居带就是指液态水可以出现的距离主星的距离范围。所以并没有考虑大气啊,地质情况之类的因素。第四,为什么NASA要搞个大新闻来报道452B呢?这张图应该是最让NASA的科学家们兴奋的点了。也是隆重召开发布胡会的原因。可以看到452B所在的位置和地球十分的接近,而之前被认为最像地球的186f已经滚到右下角好吗?如果说金星和地球是两姐妹,那么452B和地球就是双胞胎了:无论是主星温度,所在距离(接收到的主星的能量)都极其的相近。之后的内容就是NASA在吹逼了,例如kepler如何牛逼,我们如何能创造未来之类的话。就不在这里赘述了。如有问题,请评论区有请。总的来说:Kepler-452B是目前最接近地球状态的类地宜居带系外行星,这是一次重大的发现,是人类天文探索史上的一个重要事件,但是目前对于我们的现实意义并不大。没有虫洞和超光速旅行,这辈子咱们是到不了这个新地球了。————————————————————————————记者提问环节(由于翻墙的不稳定性,导致中间很多地方都是杂音,没能听清楚问题和回答,抱歉。)除了上面提到的重力问题,还有一些一部分问题:“Shanghai TV”(应该是上海电视台)的记者问了个问题:如果我们没法去其他适宜居住的行星,我们探索他们的意义是什么?回答1:这是我们的一小步,但是是整个人类的一大步。你和我这辈人都不太可能去,但是我们的son of son of son of son说不定就可以去了。现在我们的发现是为了未来,kepler现在是寻找适宜居住的行星,下一步可能就是寻找更近的行星,在下一步可能就是飞向他们。回答2:现在我们最远就到达了月亮,我同意这是为了未来的计划,虽然月亮的距离和系外行星比太短了,但是在登录月球之前,地月距离也是那么的长,所以我相信我们总有一天会跨越这个距离的。【NASA的科学家们的目标是星辰大海啊!】来自某位Twitter用户的问题:我们知道它的大气情况吗?回答:并不知道。要更多的数据才可知。【NASA的科学家真够直接坦诚的】——————————你问我这颗行星有没有液态水和生命?我本来可以说一句无可奉告,但是我觉得吧,太有可能了,说不定他们星球的天文学家们也在今天发现了我们地球。有时候稍微抱有一点幻想会让整个世界都变得美妙起来呢所有图片均来自于NASA官网。英文好的同学可以看这个发布会的辅助材料
PS2:担心Kepler-452b上的外星人是不是早就找到地球的,请看我刚开的脑洞:PS:看到不少网友想知道Borucki爷爷的故事,2012年底Discover Magzine曾经对他做过一次专访,果壳曾有一篇很不错的编译稿,我觉得我写起来肯定没这个好: (英文) (果壳)这次发现中最主要的一个是:目前发现的第一颗围绕类似太阳恒星的,处于宜居带的质量比较接近地球的系外行星,编号Kepler452b(b代表是这个系统中距离主恒星最近的行星)。也就是说,这是目前最接近日-地系统的系外行星系统。一同发布的还有500+的行星候选者(planet candidate,就是粗看跟行星的观测数据很像,但需要进一步确认的),其中有11颗都很可能是位于宜居带的半径在1到2倍地球半径的行星。因为是Kepler的数据,所以这个系统位于天鹅座,距离我们大约1200光年(感谢评论中有人指出错误,应为1400光年) 。直接去是不太可能了,不管距离我们最近的系外行星就位于三体世界:半人马座是一个三星系统,中文名南门二,2012年的一篇文章表明,其中的B星基本确认有一颗行星。这颗行星距离主恒星只有0.04天文单位,公转周期三天多一点,表面温度超过一千摄氏度,所以差不多常年处在类似“三日凌空”的温度,相比之下,这次发现的452b处在一个温和的多的环境中。只能说NASA的确越来越善于搞个大新闻了,数据第一次发布之前就把渲染图做好了:这个图倒是挺准确,这颗行星围绕的恒星Kepler452(注意没有b)比太阳大一点,老一点(年龄60亿年),这颗行星直径比地球大约60%,质量大约是地球的5倍。只能说NASA的确越来越善于搞个大新闻了,数据第一次发布之前就把渲染图做好了:这个图倒是挺准确,这颗行星围绕的恒星Kepler452(注意没有b)比太阳大一点,老一点(年龄60亿年),这颗行星直径比地球大约60%,质量大约是地球的5倍。最上面是早先发现的kepler-186系统,中间就是这次的Kepler-452b,最下方是太阳系。绿色宽圆环代表这颗恒星的宜居带。这次的恒星因为比较亮,所以宜居带也比较宽,而452b的跟地球差不多,都位于宜居带靠内的位置,周期只比地球长一点,385天。最上面是早先发现的kepler-186系统,中间就是这次的Kepler-452b,最下方是太阳系。绿色宽圆环代表这颗恒星的宜居带。这次的恒星因为比较亮,所以宜居带也比较宽,而452b的跟地球差不多,都位于宜居带靠内的位置,周期只比地球长一点,385天。Kepler探测行星的方法听起来非常简单粗暴:行星轨道若处于恒星视线附近就会产生遮挡,如果能探测出周期性的亮度变化就可以得到行星的周期(在排除其他可能性的情况下)和行星相对恒星的大小。如果有多颗行星,它们之间的微扰会导致凌星周期的变化,利用这一点在加上一些动力学计算/模拟,可以更好地约束它们的轨道参数,甚至推出未发现的行星。很容易看出的是,凌星法需要长周期的持续观测,但地面上由于天气变化,很难提供一个稳定的亮度数据,所以最好的办法还是上太空。2009年,Kepler发射,目前为止,它一共给我们贡献了超过1000颗确认的系外行星!这六年时间里,kepler在绕日轨道上始终指向天鹅座附近的天区。而在每个观测周期内(长达数月),kepler的指向精度是sub-pixel级别:每颗恒星始终位于同一颗像素上!直到2013年八月,三颗陀螺仪(记错了,实际应该是调整姿态的反作用轮)中有一颗故障,此后便转向其他目的的观测(例如星震)。wiki上一副不错的统计图,绿色是凌星法发现的行星数量,蓝色是RV。当然,这里的日期并不是观测日期,而是数据经过分析后确认发布的日期。2014年忽然冒出来700+颗“确认”的系外行星,作为曾经处理过Kepler数据的人我有点怀疑结果的可靠程度。wiki上一副不错的统计图,绿色是凌星法发现的行星数量,蓝色是RV。当然,这里的日期并不是观测日期,而是数据经过分析后确认发布的日期。2014年忽然冒出来700+颗“确认”的系外行星,作为曾经处理过Kepler数据的人我有点怀疑结果的可靠程度。如果只靠Kepler的数据,那么你能确认的只有行星的半径(误差不小)和行星的周期(相当准确)还有就是轨道倾角的最小可能值(通常都很小)。因为Kepler靠的是凌星法,关于行星的直接数据只有行星挡住恒星那短短的瞬间,所以无法获得全面的动力学数据(比如非常重要的行星质量,还有轨道半径和离心率)。那些大众们更关心的,比如是否有液态水,是否有生命,是固态行星还是液/气态行星都是没法确认的。那NASA是怎么知道这些数据的?靠的是后续观测,模型拟合和合理推测。后续观测:由于大多数系外行星没法直接观测到,目前对于行星性质的推断都极大依赖于主恒星的数据。这次为了更好地确认Kepler452的性质,还利用了几个地面望远镜,所以才能把主恒星的质量定得比较精确。在未来,随着更大口径的设备的出现(三十米望远镜, 平方千米天线阵列之类),有可能对系外行星大气进行比较精确的光谱观测,这样就可以确定大气成分,是否有生命乃至有工业文明都是有可能判断出来的。模型拟合:即使对于恒星,在不知道行星轨道数据的情况下你也没法直接测量质量。目前的主流办法是利用多色测光得出恒星的光度和光谱型,带入已有的恒星模型中推出恒星质量。对于行星质量更加复杂一些,如果是个多行星系统,可以靠他们之间的引力影响得出精确的掩星时刻,然后去拟合观测数据。单颗行星基本只能靠大小去推测了。合理推测:这次行星的半径是地球的1.6倍,根据目前的行星模型,这样大小的行星不太可能是液态或者气态行星。这两种行星都需要一个固态核来吸引足够的液态气态物质,而通常单单一个固态核就已经超过了这个大小。所以很可能是跟地球差不多的岩石行星。既然是岩石行星,密度应当跟地球接近,考虑到引力对密度的压缩,实际密度可能更大,1.6^3 ~4,所以5倍是个不错的推测。这种质量的行星应当由足够的引力维持一个稳定的大气,所以只要温度合适,表面存在液态水的可能性是非常大的。 不过考虑到它已经相当接近宜居带的内侧,可能已经出现过过度的温室效应,这样它的表面就会变成金星那样,很不好玩儿。当然以上都是我个人的推测,具体还得看ApJ上的paper。吐槽一下,这种paper都没发就召开发布会的真是太讨厌了,搞得业内人士想装逼都没资料可查。去年arxiv曾有一位Hubble Fellow的文章,根据径向速度法对Kepler行星的后续观测结果进行了贝叶斯统计研究,结果表明大多数1.6倍地球半径的Kepler行星都不是岩石行星,不过这篇文章是基于轨道周期小于50天的行星数据做出的统计,对于这次长周期的Kepler452b,倒是不一定适用。关于宜居带,基本是根据“既不太热也不太冷”的原则划出来的,当然会考虑到具体的波长范围。大多数情况下,宜居带只能算是一个非常粗略的估计。关于宜居带,基本是根据“既不太热也不太冷”的原则划出来的,当然会考虑到具体的波长范围。大多数情况下,宜居带只能算是一个非常粗略的估计。顺便说一句,Kepler的头号功臣,Bill Borucki于本月初刚刚退休,他和Kepler的故事可谓跌宕起伏,足够写成一部小说。
几个高票答案的默认前提就是“我们去不了”,但我的朋友圈里充斥着“怎么祸害另一个地球?”的高喊。本着“不计算不下定论”的原则,我把刚写的文章搬出来,先计算一下航程。一 84万年的航程首先,兄弟你和齐奥尔科夫司机熟吗?齐奥尔科夫斯基是老前辈。1857年——英法联军带着几十艘木船和和几百门前膛炮来攻打广州的那年他出生,光绪八年他25岁,才搞清楚你中学课本上的牛顿定律。但到了1903年,人类首次航天发射之前半个多世纪,齐奥尔科夫斯基提出了一个航天飞行的基本公式,一直沿用到今天。希望各位不要对100多年前的老公式有太多恐惧心理。齐奥尔科夫斯基公式:V=V0×ln(M0/Mk)V是航天器获得的速度增量,V0是向后喷出物质的速度,M0是发动机开始工作时的飞行器质量,Mk是发动机工作结束时的飞行器质量,ln是求自然对数。发动机性能决定了V0,运载火箭的喷射气流速度大概是不到3000米/秒,已经是当前的技术极限。那么,飞行器能获得的速度就取决于M0/Mk的比值。高中数学告诉我们,对数函数的曲线是这样的:可见,初始质量越大、最终质量越小,M0/Mk就越大,飞行器能达到的最总速度越高。但随着M0/Mk的增长,ln函数的增长越来越慢(还记得自然对数的导数吧)——因为早期消耗的燃料主要用来加速后期使用的燃料,所以堆积质量是一个效率不断降低的方案。如果荷载不变,在飞船质量以指数增加的同时,最终速度只能以倍数增加。具体来说,发射一个1吨的飞船,在启动重量是10吨的情况下,最终飞行速度是喷射气流速度的2.3倍;启动重量是一万吨的时候,飞行器的速度是喷射气流速度的9.2倍。如果起飞重量达到1亿吨,飞行器速度可以增加到喷射气流速度的18.4倍。一艘地球那么重的飞船(6亿亿亿千克),即便除了最终到达目标的1吨荷载之外全都是燃料,最终速度可以达到多少呢?只有喷气速度的50倍!如果我们将来的发动机技术进步几倍,能用每秒一万米的速度喷气,50倍的喷气速度就是50万米/秒——每秒500公里,听起来比刚刚掠过冥王星的新视野号(每秒16公里)快多了是不是?但众所周知,光速约为每秒三十万公里,每秒500公里只有光速的六百分之一。1400光年的距离,这艘地球飞船要飞600×年。可见就算烧掉一个地球,也得84万年才能得到另一个地球。接下来我还有一个好消息和一个坏消息。好消息是星际空间近乎绝对的无阻力真空,只要你运气不太坏,加速到500公里/秒之后,可以一直保持这个速度往前飞,不用再消耗燃料。坏消息则是没有任何摩擦力帮你刹车,飞船必须自己解决减速——停下来的问题。新视野号花了7亿美元,为什么只掠过冥王星看了一眼,就一去不回?因为齐奥尔科夫斯基公式两侧可以各乘以“-1”,等式依然成立。这告诉我们,让一个航天器停下来或是动起来,都要付出同样的代价。如果我们用1亿吨的燃料把一吨的荷载加速,那么要是想让荷载停在目标附近,我们也只能留下全部荷载的1/。所以,要是打算用84万年飞到“第二个地球”再刹车,就算把整个太阳系(包括太阳)的质量都拿来造飞船,也很难在100万年内把一只老鼠大小的荷载安全送达。当然我们要对人类的技术进步抱有乐观态度。将来飞行器的推进原理也许和现在完全不同。但就目前可展望的物理学来看,超越光速违反了基本的物理规则,技术再进步,也无法突破科学的边界。如果我们开发出接近光速飞行的飞船……我们依然需要1400年到达另一个地球。不算加速减速,来回总要2800年。这个时间比孔子到今天的时间还久,可以说这个旅行对当前的人类不会产生实际影响。所以还是不要考虑什么保护“另一个地球”的环境了,那是
“杞人忧天”(字面含义)。有人可能寄希望于相对论带来的时间收缩。但爱因斯坦的理论同样意味着一个好消息和一个坏消息。好消息是在达到光速99%的飞船中,时间流逝速度只有原来的的1/7(相对地球这个慢速参照系);如果能达到99.9%的光速,时间收缩会达到1/22;99.99%的光速则意味着70倍的时间收缩。2800年的七十分之一是40年,如果不考虑怎么加速到这个速度的问题(其实是个比齐奥尔科夫司机还大的问题),一个青年旅行者还是很有希望乘99.99%光速的飞船跑一个来回的。不过很遗憾,爱因斯坦的坏消息是这个时间收缩只对亚光速飞船本身有意义。宇航员可以用40年时间往返,但在地球视角来看,时间照常流逝。两次加速减速之后,年逾花甲的宇航员打开舱门,看到的是2800年后的地球。这个方案除了能满足宇航员的好奇心之外,对人类社会也没有任何价值。当然,开普勒望远镜花了6亿美元,给我们的回报远不止这颗1400光年外的遥远行星。就在距太阳最近的半人马座α星(实际上是三颗互相绕行的恒星,即刘慈欣设想的《三体》星系),人类也发现了行星存在的迹象。虽然这颗行星紧贴着恒星,比水星距太阳还近,必定是一个炽热的世界,但它距我们“只有”区区4光年,和刚刚发现的天鹅座Kepler 452b相比,简直是就在隔壁。但人类显然也不具备拜访“隔壁邻居”的能力(无比喻,字面含义,半人马座α星又称比邻星)。目前人类飞的最远的探测器是旅行者号,它还需要8万年才能飞到比邻星。务必记住,衡量恒星之间距离的常用单位是光年。光年意味着约1亿亿米,即10后面跟上16个0。这个单位本身就意味着绝对的时空“天堑”(还是字面意思)。至于光年前面的数字,是4还是1400,其实根本不重要……(此处参见:这两个答案粗略计算了宇宙有多空旷)二 宇宙实验室 总而言之,开普勒望远镜花了6亿美元,又抢占了全球媒体的一天头条,回报给人类的只是一些远方行星的间接证据,对改善地球环境、缓解资源压力毫无帮助。那么,我们为什么要支持这样的项目,为什么要为了远方行星的幻影而欢呼呢?让我们先放下这个问题,分析一下“开普勒”是如何“看到”(这次不是字面意思啦)这些行星的。严格说来,我们从未“看清”任何太阳系外行星,甚至完全看不到其中的绝大多数。读者应该记得,我们把太阳系里的知名星体都“看”清楚也不过是上周的事情——在新视野号抵达目的地之前,冥王星对人类而言只是毫无细节的一个圆面。至于距离以光年计的恒星,绝大多数在最强的望远镜里也只是无法分辨大小的光点,更不要说这些恒星周围的行星了。最近几年,随着望远镜技术和图像处理技术的进步,人类勉强能通过望远镜给一些离太阳系足够近、也足够大的系外行星拍照。你不要对这些照片预期过高——只是一些能看出颜色的光斑而已,模糊到无法判别图像的边缘。上图是2015年7月之前,人类眼中最清晰的冥王星照片上图是2015年7月之前,人类眼中最清晰的冥王星照片现在我们眼中的冥王星现在我们眼中的冥王星系外行星VHS 1256b 最清晰的照片,应该也是所有系外行星最清晰的图片但“眼见为实”这句话并不适用于科学。一个巨大的行星在轨道上旋转,除了反射可见光,还会制造许多其他的效应,可以用精密的仪器进行测量。只要测量到这些效应,我们就算从未看见这个行星——比如这次的Kepler 452b,我们依然可以推断出它的存在。不要忘了,太阳系里肉眼可见的行星,除了我们脚下的地球,只有金木水火土5颗。从天王星开始,我们就要借助望远镜和照相机才能观测行星反射的太阳光。到了海王星,已经是“笔尖上的发现”,即我们在通过望远镜看到海王星的反光之前,就已经通过引力效应发现了它的存在,比较准确地预言了它的轨道。对于太阳系之外的行星,人类虽然更难“看见”,但也能通过类似的方式去观测。比如说,足够大的行星会对恒星产生引力牵引,导致恒星的位置周期性地摆动。记录摆动的周期和幅度,再根据光度和光谱分析恒星的质量。科学家就能推断出恒星周围行星的质量和轨道。如果恒星有多个行星,恒星就会呈现多个不同幅度的摆动叠加。只要观测的时间足够长,还可以推断每个行星的轨道和质量。从光学上说,虽然大多数行星的反光被淹没在中心恒星的星光里。但从地球的角度看过去,部分行星的轨道会恰好从恒星面前通过,周期性挡住恒星的一部分光芒,导致恒星的光度下降。只要已知恒星的半径和光度,也可以通过简单的几何分析来推断行星的半径。某些行星有大气,或是本身就是木星这样的气态行星。这样的行星挡在恒星前面时,大气会吸收一部分恒星的光线。通过分析哪些频率的光线被吸收,我们能知道行星的大气包含什么气体。如果包含水蒸气,再考虑行星和恒星的距离,就能大概推断行星上是否有液态水。除了可见光,恒星还会在红外、紫外、射电等频率发射各种各样的电磁波。行星既能遮挡这些电磁波,也能反射电磁波。射电望远镜会提供很多超越“看见”的信息。人类运用了如此之多的手段去观测系外行星,如果把逻辑反过来说,就是系外行星为人类提供了无比宏大的实验室,验证和探索我们对这个世界的基本认识。诚然,人类无法干预这个实验室的运行,就像历史学也无法做实验一样。但人类可以通过足够多的史料来总结历史规律,也可以通过观测足够多的星体来弥补了被动观测的不足。我们能看到多少星呢?全天肉眼可见几千颗星,但只要拿起一副最简陋的双筒望远镜,这个数字立刻暴增到几万颗。几千块钱的望远镜可以让你观测几百万星体,专业的天文台就必须用“亿”来描述自己的观测对象。至于人类现在到底能看到多少颗星星,这个数字无法回答,但至少也得用千亿来衡量。如此之多的星体,即便大多数是平淡无奇、彼此相像的主序星(像太阳这样的中年恒星)和红矮星,但只要有足够的耐心去逐个分析,总能找到符合特殊要求的“实验对象”,为人类提供各种极端状态的实验条件。开普勒望远镜只工作了几年,就找到了几百颗系外行星,其中绝大多数“恰巧”正好可以挡在恒星和地球之间。这说明只要观测的对象足够多,小概率事件也是必然事件。天文学这个宏大实验室对物理学的贡献不可低估。习近平在演讲中特意提到过:“天文学与其他学科交叉融合实现的每一次重大突破,都对基础科学乃至人类文明进步带来现实的和长远的深刻影响”。这话说的不错,爱因斯坦的广义相对论、牛顿的力学定律和万有引力公式都是通过天文学观测得到验证的。否则的话,人类不可能找到恒星那么大的引力源去偏折光线,牛顿时代也无法找到标准化的实验工具来建立现代物理学体系。被写进物理课本的基尔霍夫(基尔霍夫电流定律)曾通过光谱分析出太阳大气的构成元素,被人调侃“你知道太阳上有金子又如何?能挖到么?”,转眼他就因为光谱分析方面的研究获得了金质奖章——对于全人类的科技进步来说,天文学提供的实验案例是用黄金也换不到的“富矿”。所以,不必奇怪,就在我几百米外的上海交通大学,物理系的全名是“物理与天文系”。三 银河系的角落当然,必须承认,从天文学中获得新的物理定律,并应用于工业的概率并不是很高。更多的情况下,我们只是反复在天文观测中应用、验证已有的定律。但这依然很重要。在几千几万光年之外,用不同的观测手段互相印证,我们会得到一个重要的事实——我们熟识的大多数物理、化学等定律在遥远的星系也适用,也能互相配合。这样的验证似乎是画蛇添足——物理定律为何会在其他星系有所不同?但我们务必记得,我们的科学体系是在太阳系这个小小角落发展起来的,作为科学体系基础的测量大多数只局限于地球,如果不去进行天文观测,没有理由认定宇宙各处的自然规律相同。实际上,在历史上的大多数时间里,大多数人类相信地球(或者说大地、人间)是一个特殊的地方,是神为人类特意设计的生存空间。大多数宗教都认为日月星辰环绕地球运转,自然规则会配合人间的重大事件而出现变革。就算上有天堂下有地狱,就算人奈何不了鬼神,这个宇宙也是以人类世界为中轴线而运行。地心说意味着地球是宇宙的中心,人类是上帝的宠儿。然而哥白尼打掉了人类和教会的傲气。尽管哥白尼还想象不了远方的繁星也是一个个太阳,但他正确地指出,如果要用最简单、最准确的模式来描述天体运行(限于当时能观测轨迹的行星和太阳),认定所有行星都围绕太阳是最合适的方式。地球一下子从宇宙的中心降为普通的行星,这意味着创造世界(也就是地球)的上帝也没什么了不起,更意味着物质聚集成行星是普遍规律,我们未必需要一个上帝把地球捏出来。所以教会惊慌失措,对乔尔丹诺·布鲁诺这样的日心说异端处以火刑。保守的主教们认为,保卫地心说就是保护人类在宇宙中的特殊地位,就是保卫神和教会的世界。因为天文学观测会对人类从更高、更客观的角度认识自身,进而用理性驱除迷信、改造人类社会。所以宁可烧活人也不能让日心说自由传播——历史证明教会的担心是对的。今天已经没有宗教法庭了,大多数受过教育的人都知道地球是太阳系的一个普通行星,太阳是宇宙中一个普通恒星。但这只是理性上的“知道”,而不是心底里的“承认。在日常生活中,我们绝大多数人生活在地面上,除了个位数的宇航员,所有人都生活在大气层之内,就算是1969年有人在月球上踩了脚印,至今也没有活人能脱离地球的引力控制范围(之所以限定活人,是因为“新视野号”搭载了冥王星发现者的骨灰)。这种生活感受会不断地暗示每一个人,告诉我们地球是宇宙的中心。前几天一个外国毕业典礼演讲视频很火,里面有一段话描述了类似的暗示和错觉。
译文来自“我来举个例子,说一件我总是下意识坚信的错事吧:我人生里所有的经历都证实着我的一个坚定的信念,那就是,我,是宇宙百分百的中心;是全世界最鲜活、最重要的人物。我们很少去思考这种自然而基本的自我中心论,因为这听起来太欠揍了。但我们都是这么想的。这是我们的系统默认思考方式,从出生开始就根植在我们的脑子里。你想想:我们所有的经历都是以我们自己为中心的。你眼中的事物,总是在你的面前,你的背后,你的左边或者右边,在你的电视上或者你的主机里,诸如此类。其他人的思想可以传递到你那里,但只有你自己是如此的鲜活、真实、瞬息万变。”与之类似,人类考虑问题的时候,也往往默认我们的世界、我们的科学都局限于这个小小的地球,默认这个世界和人类文明是一个特殊的地方,其存在和某些特定的习俗和道德有关,把人类文明的某些特性看成不容置疑的宇宙真理,乃至与敢于用人类的情感和力量去挑战真正的自然规则。所以这个世界上才充斥着那么多的极端主义,所以总有一些人觉得自己得到了神的眷顾,理应高人一等,比别人更有权利替全社会做决定。这都和人类观察人类社会的视角局限于人类社会内部有关。这个时候,天文观测可以帮助人类清醒一点——在几千光年外也成立的自然规则,绝不会是专门为人类所设,上帝如果一定要给人类设计一个家园,也没必要去规范其他星系的运行模式。所以最合理的解释就是:“我们的世界只是宇宙一个普通角落”。如果相信人类文明的出现和灭亡对宇宙来说都不是什么大事儿,人类应该会更不卑不亢地尊重客观规律,会在日常生活中多一些宽容和理性,少一些无谓的偏执。用几十年前常用的一个说法描述这件事,就是:“天文学让人类远离唯心主义,接受唯物主义”。四 天是红河岸在可以想象的所有天文学进展中,对人类冲击最大的成果莫过于发现另一个文明。即便我们无法从其他文明获得技术信息,即便人类无法和他们建立联系,但只要知道另一个宇宙文明的存在,人类社会的受教育群体就会自然而然地获得一个新视角——在人类社会之外观察人类社会。很难想象这对整个社会受教育阶层的思考方式会造成多么大的影响。我们可以在历史上寻找一下参照物。19世纪达尔文提出进化论,剥夺了人类的特殊地位,宣布人类并不是特殊的生物,只是进化树上的诸多猿类的一种,这在神权残余浓厚的欧洲引发了政治思想的滔天巨浪。即便在遥远的中国,严复翻译了达尔文的老朋友赫胥黎的演讲稿,名为《天演论》,被康有为和梁启超读到,成为戊戌变法的重要诱因。毛泽东、鲁迅等人都表示这本书颠覆了自己的世界观,以至于读起来手不释卷。如果天文学观测能证明另一个文明的存在,让所有人的潜意识都承认到地球生物圈乃至人类文明只是宇宙中一种正常的偶然现象。恐怕整个社会学、政治学理论都会受到不亚于进化论的冲击。刘慈欣在《三体》中为探索外星文明的“红岸基地”写了一份立项申请书,并代拟了毛泽东的批示。从进化论的片段对中国社会的冲击来看,这份虚拟的文件的确有逻辑基础,并非只为烘托特殊年代的气氛:……寻找外星文明:这是所有技术突变的可能性中变数最大的领域,极有可能产生突然性的巨大突破,该领域的技术突变一旦发生,其影响力将超过以上三个领域技术突变的总和…………百忙之中下一步闲棋是很有必要的,这个工程让我们想到很多以前没空想的事。这些事只有站到一个新的高度上才能想得通,就这点而言。红岸已经具有很大的意义了。如果宇宙中真的还有其他的人和社会,那也很好嘛,旁观者清,千秋功罪,可真的有人评说了开普勒望远镜正是在寻求红岸基地企图制造的“突变”。虽然我们不知道1400光年外的天鹅座Kepler 452b上是否有文明或者生命,但至少我们知道和地球相似的行星并不需要上帝眷顾才能产生,知道其他恒星周围的尘埃盘也会制造另一个地球。这是人类寻找外星文明的路上坚实的一小步。为此付出6亿美元看似昂贵,但和整个地球80万亿美元的GDP总量相比,我觉得还是太少了一点。红岸基地网友想象图我当父亲已经很多年了,这期间,我的同学、朋友也纷纷结婚生子。通过观察这些孩子的成长,我发现可以从儿童行为上清晰地区分他(她)是否上过幼儿园。一般来说,上过幼儿园的孩子比没上过幼儿园的孩子更懂得合作,更容易接受谈判,更愿意理性地考虑问题。即便即没上幼儿园的孩子更大、发育更成熟也往往如此。而且大城市的幼儿园和农村的简陋托儿所都能造成类似的效果。这意味着幼儿园教给孩子什么知识并不重要,重要的是让儿童离开被单独照顾的家庭,进入一个和同龄人平等交往的多人环境。在新环境里,他可能会打架,可能会不适应,但无论如何,他会懂得世界上不只有一个孩子,自己不是一个特殊的被照顾对象。这迫使他用理性思维来考虑问题,把自己当成一个群体的普通成员,用努力和恰当的交换去追逐自己的目的,而不是哭闹和撒娇。从个人的角度说,多人环境“治愈”了独生子女的“极端主义”。如果不需要付出太昂贵的代价,我建议现代父母应该尽早送子女去幼儿园。当读到刘慈欣关于红岸基地的描述时,我意识到人类作为一个整体,也正在处于“独生子女儿童”的状态。所以我们编造了各种宗教,设计了各种各样的神,向人类施加各种各样虚拟的宠爱,以巩固人类生活于宇宙中心的幻象。这样的幻象曾经有助于维护一个停滞的社会,但无助于解决人类发展的问题。对人类来说,天文学非常重要的一项作用就是戳破这个幻象,向我们展示其他地方也有“儿童”或是存在产生“儿童”的可能性。这或许无法立刻改变人类生活的硬件,但可以提供一个非常有用的思考方式:“解决问题的时候,不要把自己当宇宙的中心”。仅仅为了这个目的,寻找无法移民的“另一个地球”就非常值得。补充:
同学的回答很不错:可见不用等到发现另一个文明星球,仅仅是“很容易发现条件不错的类地星球”这个事实,就足以促进人类跳出自身视角思考了。不过我还没有那么悲观,之前做过一个类似的回答:此外,“解决问题的时候,不要把自己当宇宙的中心”,这不是建议大家当球奸,只是说解决问题需要尊重客观规律,但提出问题的时候倒不妨从自己出发。
本文欢迎任何形式的转载,节选和改写,不需要通知作者。作者强烈希望更多人看到下面的观点。————————————原始答案:我来泼冷水了。nasa说的是“发现了一个类似地球的行星”。到了听风就是雨的媒体那里,现在就说成了发现“第二地球”。过一个星期就传成了“发现第二家园”,“外星移民不再遥远”,“宇宙那么大,人类要来一次说走就走的旅行”,“发现第二地球,上面或有智慧生物”,"nasa发现外星人",“nasa发现外星人但是没跟我们说”,“nasa发现外星人但是被美国政府封口”。我今天是做为一个科学爱好者跟你们说,我不是新闻工作者,但是我见的太多了。我有这个必要告诉你们一些人生经验,中国有句话叫“闷声大发财”这句话是最好的。但是我想,我见你们那么热情啊,一句话不说也不好,将来宣传报道有偏差,你们要负责的,nasa没有说发现第二地球,没有任何这个意思,nasa只是说发现了一颗跟地球在半径和公转周期上比较接近的行星,可能跟地球环境较为接近。你们晓不晓得啊?————————————那么,回到问题上来。nasa宣传开普勒452b意味着什么?意味着nasa缺钱花了。位于哥伦比亚特区的科研机构NASA面临着预算不足的危机,为了拯救心爱的预算,九个科学家站了出来。他们所能做的事情就是——弄个大新闻。要说支不支持,我当然是支持的。但我们要理性的看待nasa的成果,不能盲目吹捧。————————————nasa并没有忽悠人,他们只是简单的罗列了几个事实,让人们产生了奇妙的联想。要知道,人类是一种富有想象力的生物。举个例子:关于天鹅座的四个事实:开普勒452b位于天鹅座。天鹅座有人类最早发现的黑洞之一。天鹅座存在强烈的X射线信号源。天鹅座61是离地球第四近的恒星,只有11光年。如果这些同时出现在一篇文章中,在轻微的暗示下,读者不难产生这样的联想——“天鹅座有个高等智慧文明在用人造黑洞向我们发送信号。”(或者更加古怪的幻想)但我隐瞒了两个事实。天鹅座的星体仅仅只是从地球上看起来位于同一个方向,并不是真的就靠在一起。开普勒到目前为止扫描过的范围不算大,多个发现出现在同一个方向并不奇怪。————————————最后说一件被绝大部分报道这件事情的媒体忽略的事。开普勒的工作原理简单来说就是:每当一颗行星阻挡了所处恒星发出来的一部分光时,开普勒会注意到变化的长度,比例和频率,由此推测行星半径和周期。(原理图——深空版的金星凌日)(原理图——深空版的金星凌日)不难发现,这个方法只能确定行星半径,轨道半径和轨道周期。也就是说,我们看到的图是画的,不是拍的。上色完全是脑补的。至于表面温度,则是按照恒星的大小和距离推算的。这也意味着一则好消息:还有许许多多黄道面没有平行于我们的行星没有被看到,最近的类地行星可能要比1800光年近很多。(对于这些星球的上色暗示了云层,冰川,海洋和植被,但是,没有人说它们存在)(对于这些星球的上色暗示了云层,冰川,海洋和植被,但是,没有人说它们存在)别说液态水了,我们连有没有大气,甚至是不是固态行星都不能确定。(nasa原文的大意是:按照之前研究,这个半径的星球比较可能是固态,到恒星的距离允许这个星球具有大气和液态水。)更别说生物了。所以说,别提外星人了。(来源:)————————————100赞了,说说德雷克公式。德雷克公式指出:星系中可以通讯的文明数量=星系内恒星的数量*恒星拥有行星的几率*行星系拥有宜居行星的几率*宜居行星诞生生命的几率*生命演化为智慧文明的几率*智慧文明掌握星际通讯技术的几率*掌握星际通讯技术到文明毁灭所需的平均时长/行星的生命周期我们现在知道:银河系内恒星的数量大概是2000亿。恒星拥有行星的几率是一个伴随着观测精度的提升而持续上升的值,我充满梦想地取1(现在的观测方式只能找到黄道面指向地球的行星系)。行星系拥有宜居行星的几率——如果是指类地行星的话,按照现在公布的数值来看是1%。于是,我们得到了20亿的类地行星。好像很多。但是,后面几项,我们不知道,并且必将长期不知道。等到我们知道的时候,大概也就用不着这个公式了。现在只能说四个字——不要恐慌。(考虑到宇宙的时间尺度远大于人类文明的时间尺度,我相信,第一个遇到的外星文明要么远强于地球,要么远弱于地球——不管是哪一种,艰苦的战争都不会发生。)下面说误解了:如果乐观的把后面四项的值都取0.1,20万个文明,很多。但是……银河系直径12万光年,按圆形算面积112亿平方光年,每5.6万平方光年一个文明……其实并不多。再小的一个数,乘以2000亿都很大;再大的一个数,除以2000亿都很小。————————————200赞更新:为什么我要往坏的方面说?因为往好的方面说的人太多了……在我的朋友圈里面,大部分人都选择展望美好未来,也有少数担心外星人威胁的。这不科学。对于我们来说,理性的看待nasa的研究成果,是对于nasa最好的支持。今天将“环境允许水和大气存在”说成“可能有水和大气”。明天就会变成“有水和大气存在,可能有生物”。后天就会变成“有生物,可能有智慧生物”。大后天就会变成“美国跟外星人达成了秘密协作条约,不转不是中国人”。过一个星期,这件事情就会因为信息熵的急剧提升而失去它所应该具有的意义——让人们对于天文学产生兴趣,而不是伪科学。多说两句:nasa的文案标题是Finding Another Earth,“寻找另一个地球”,而非“找到另一个地球”。这个标题所表达的意思是——我们在找,我们完成了具有纪念意义的第一步。而在传播过程中已经变成了——我们找到了。在承认nasa文案水平的同时,我不得不说,这是一件糟糕的事情。nasa没有提到相似度0.98。提到某个国内媒体参考了reddit上水友发的帖子(按照我的印象,reddit约等于引入经验制度前的贴吧水平)。然后被很多国内媒体争相传抄了。这也是一件糟糕的事情。————————————为了把这个答案往前推,我不择手段的表示:满百赞我们来聊聊德雷克公式及其误解。(好像没什么干货,下一次会多写点)两百赞随便编了点东西。五百和一千时分别会有一个神秘的更新(目前在储备干货)。
转载注明出处及原链接即可这个回答和问题本身没有什么关系,只是为了纠正一下这个问题表述中提到的所谓“地球的相似指数0.98“的说法。来自凤凰网来自凤凰网今天铺天盖地的中文新闻提到了地球相似指数0.98的概念。比如上图即今天凤凰网的相关报道。对地外行星稍有了解就会意识到所谓“地球相似指数“是个很奇怪的说法。目前我们对这个新公布的行星知之甚少,连最基本的是不是岩石星球都不确定(虽说理论上应该是的),更不用提有什么样的大气。虽说这个行星在所谓宜居带内,但是强的温室效应可以让地表温度非常高。那么这个相似度是怎么给出的呢?于是我试图去找这个数据的最初来源。按照中文新闻反复转载的一贯风格,从新闻本身找不到其信息来源。比如这篇报道,“天文学家称”,你转载敢不敢把名字说出来?于是要找信息来源,只好使用其它途径。首先,题主问题中提到的NASA新闻是最官方的新闻通报,其中并没有提到这一数据。凤凰网这篇报道其它大部分提到的内容,比如Kepler-452b上有可能有火山等表述来自于Kepler数据分析主管Jon Jenkins的采访(其实这种表述多少也有一点误导性,但毕竟是说可能,所以也没什么错)。而Jon Jenkins在采访中并没有提到“地球相似指数“这个概念。使用英文,很快就找到“地球相似指数“对应英文Earth Similarity Index (ESI),. 这个概念最初来源于2011年发表在astrobiology上的一篇文章。这样一个基本概念定义的文章有7个引用,说明这个概念在系外行星领域还是一个很小众的概念。让我们来看看这个ESI到底是怎么定义的。其中其中是行星的某个性质(如表面温度),是地球上对应性质的参考值(如288K),是该性质的权重,n是考虑了的行星性质的总数量。文章中给出可供用于计算的4个性质和权重见下图,具体使用哪个根据具体情况决定。其中的权重的取值,是为了单考虑任意一项时,类似地球的行星有ESI&0.8.由此可见,同一颗行星,考虑不同性质时,会得到不同的ESI。由此可见,同一颗行星,考虑不同性质时,会得到不同的ESI。也就是对于每颗行星来说,ESI不是唯一的!这篇文章也提到了这一点。到目前为止,因为还不知道Kepler 452b的质量,于是这几个量里面我们只知道其半径为1.6地球半径。只考虑这一个量,那么不是0.98!给出ESI定义的那个组创建的网站中,多考虑了一些因素,给出它们的综合估计ESI=0.83,在目前发现的地外行星中仅仅排在第6位。(其实我觉得这个表格里的很多数字都存疑)这从某种角度也可以体现出ESI这种定义本身不可靠。这从某种角度也可以体现出ESI这种定义本身不可靠。不过这种定义看上去用一个简单的数字表示了一个我们很关心的性质,导致这对新闻媒体非常有吸引力。那么0.98这个数到底是怎么来的?国外新闻中都没有提到这个数字,有几个英文的新闻居然都是由中文新闻再重新翻译成英文的…… 经过反复google,我最终在这个Reddit帖子中找到来源(一个社交新闻网站,与国内的BBS或贴吧相似,有错误很正常) 。这个帖子标题的链接指向NASA官网,于是在帖子边上就显示了NASA的徽标。但标题的内容是作者自己写的,和NASA没什么关系。该贴标题称数据来源于HackerNews(另一个类似的社交新闻网站,可信度略高一些)。然而我在HackerNews中找不到据称的数据来源。该贴标题称数据来源于HackerNews(另一个类似的社交新闻网站,可信度略高一些)。然而我在HackerNews中找不到据称的数据来源。总之,非常神奇的某个国内媒体看到了这个Reddit贴子的标题,并翻译过来作为了自己的新闻标题。之后其它各种媒体不负责任互相复制粘贴,使得这个并没有被科学界广泛接受的指标以及完全没有根据的数字成为了最吸引眼球的话题。
===第二次编辑的分割线===评论里一位答友说得很好,我决定放在最前面。"可怕的不是我们发现了一个,而是,我们这么容易就发现了一个。"======令费米悖论变得更可怕了。之前一直有一个论点是认为宜居带的行星可能很少,地球是万里挑一的幸运儿。现在看来,只怕不是。人类用很不精确的观测手段,观测了几百颗恒星,就轻易找到了一颗宜居行星。如果不是碰运气碰上了,说明仅仅银河系里,宜居行星的数量级可能在千万甚至亿这个级别上。而且这颗行星比地球早开始15亿年。而且距离只有1400光年,即使造出光速1/100的飞船就可以在14万年到达。这种飞船不需要太科幻的技术,完全再人类现有理论的框架内,人类可以在几百年内造出来看来是大概率事件。即使不造飞船,建一个瞄准这个行星的发射站,只需要1400年就可以让对方收到地球的问候。然而,地球至今都没有收到任何来自这颗早进化15亿年的兄弟的任何信息。人类都可以这么轻易就发现宜居星球,难道外星文明就发现不了地球吗?可事实上,整个宇宙对地球都是彻底的沉默。真是细思恐极。===更新的分割线===吃个早饭回来200赞了……这只是个开脑洞的答案啊……那么既然开了不妨再多开一点。假设这颗比地球早开局15亿年的行星,运气不好,进化慢了点,比地球晚了5亿年出现文明。(五亿年很大的数字了,地球大型生命到现在不过2亿年。)那也比地球早了10亿年。假设这10亿年,他们每隔1万年就自我毁灭一次,重新从石器时代发展,再用20万年发展回来。那就是5000次重启。(一个文明5000次的毁灭与重生,这史诗感……)假设在1万年短暂的文明期里,他们每隔1000年才向地球发射一个探测器。(他们不想探索外界,每隔一千年才出一个奇葩领导人。或者他们目标太多了,地球轮不上。)即使这样,地球上也应该有5万个他们的探测器了。大家体会一下。如果他们自制力强一点,每隔10万年才自毁一次。探索欲望强一些,每隔100年就往地球方向扔个探测器。那么地球上他们的探测器应该有,300万个。呵呵。全世界每个县城都能分到几十个哦,烂大街了啊。然而,事实是,一个,都,没有。不但没有探测器,连无线电信号都从来没有过。而且请记住,开普勒一直瞄准的只是天鹅座一小块星区,连全天空的百分之一都不到。用的测量手段,也远远称不上精确。事实上,照他所观测到的数量的恒星,和宜居行星的比例来看。仅仅在地球几千光年内的宜居行星,就很可能在数万这个数量级。如果按照上面的推算,地球上应该早就蓬勃开展外星探测器回收捡破烂了才对。然而,事实上,我们连外星人的一根毛都从没见过。在浩瀚的宇宙和漫长的时间面前,我们却无比孤独,这就是费米悖论最恐怖的地方。我想,他的背后,一定有一个黑暗的秘密。===2000赞的分割线===真是想不到……答友们对这个问题的关心令我无比惊讶。其实我这个答案没有什么干货,我想,能得到这么多关注,只是因为,大家在世俗生活之余,还是愿意对浩渺的星空多看上一眼的,多想上一会儿的。一个不曾仰视星空的民族,是永远不会有征服宇宙的梦想的。最后把我在另一个问题下的答案复制一部分过来,作为对评论里各种费米悖论的问题的统一回复吧。一般来说,对费米悖论的解释可以大致分为两大类,一是认为外星没有文明或者文明很少,也就是人类文明是特殊的。二是认为外星可能存在文明,但由于某种尚不确定的原因,外星文明不能或不愿向地球发出信息。 (如果愿意的话,有星际航行能力的文明发出人类能理解的信息应该不难。)嗯,新的类地行星的发现的意义是大大降低了"地球是特殊的"这一解释的可能。 现在的天文观测基本否定了"太阳是特殊的"这一解释。太阳只是个平平常常的恒星,银河里遍地都是。 近年来的一系列发现,包括最新的这颗,基本上也可以认为,地球很可能也没有之前想象的那么特别。 在这个基础上,人类文明是特殊的这一可能在下降。 当然,答案也可能仍然是生命很特殊,或是智慧生命很特殊,不过由于地球已经不特别了,我个人猜测这两点很可能也不成立。 这使得外星也可能拥有生命,甚至拥有文明的可能大大上升了。 随之而来的,就是费米悖论的解答是我们目前还不确定的某种原因的可能上升了。也就是我之前说得,一个黑暗的秘密。但是这不意味着必然会是黑暗森林。 我个人更倾向于是存在未知的大过滤器。而且很可能近在眼前了。 因为人类马上就会拥有星际探索能力了(如果不把旅行者号认为是已经开始探索的话)。这也意味着如果真有某种大过滤器使得星际文明无法互相探索的话,它很可能马上就会出现了。
意味着一颗比我们早起步10亿年的兄弟星球,依然没有搞出来能联系到我们的黑科技。所以我决定彻底放弃我儿时的太空梦,乖乖地做生意赚钱了。。。经过同我一样的无聊逗比抖机灵网友提醒,列举他因:1,NASA真的只是缺钱了 -- 看上去“宜居”的行星多了去了,但不凑近了瞅瞅,永远无法确定。而生命的产生和持续,要求的因素实在是比天文上的“宜居”苛刻N倍。2,那行星上的生物进化太慢了...3,宇宙终其一生,每一个有生命的行星都是牢笼...4,参考《星际迷航》的最高指导原则5,参考《普罗米修斯》6,嘿嘿...你猜我是谁?
你走在一个无比广阔的商场里,两边的橱窗里摆满了人体模特,有的穿着鲜丽,有的穿着破旧。但是你发现它们都是死的,衣服都是一碰就坏的假象,而且随着你走得越来越远,你发现模特都是死的。于是你加快了步伐,寻找更多漂亮的衣服,寻找更多的模特,终于有一天看到了一件和你穿得几乎一样的人体模特,而且恐怖的是,这个人体模特似乎有可能是活的。你吓得待在原地,脑海里却不由得思考——【如果这些塑料模特中有活的,那么就意味着我并不是这广阔而死寂的商场中唯一的活物,就意味着可能还有其他活着的“模特”。那为什么它们不说话,为什么要在橱窗里盯着我?是没能力说话?还是说他们也和我一样曾经是活的,但是因为某种恐怖而黑暗的原因而变成了模特?如果是这样的话,我会不会也变成“模特”?】既然你这么容易就找到一个可能活着的“模特”,那下一个碰到的模特也许就是一个和你一样,甚至更高更强壮的人!他们伪装的目的尚未可知,但是却提醒你,这座黑暗广阔的商场里充满了未知和危险,因此,你是不是也要伪装呢?你伪装的目的会是和其他人是一样的吗?————————————以上为脑洞,大家想想就行,不要过分纠结
新视野号成功飞掠冥王星,再加上这个新闻,NASA的意图可能包含:国会,快给我多拨些经费吧。
孙小美家的苹果放在那里快一周了。
任谁第一眼看过去的时候准想不到,这个眼前已经烂的长满绿毛的苹果,刚买回来的时候也是红的那么好看。
孙小美本是爱好整洁的人,如果不是一周前苹果骨碌到房间最不起眼的角落里,逃开了他的视线,他怎么会任由家中有这么一个发霉的苹果。
“我们是独一无二的吗?”从来没有一颗苹果能烂的这么久以至于长出霉菌,意识到这个问题后,这颗苹果上的霉菌们忍不住发问。
但是没有人能回答他们,孙小美的家里干净整洁,不仅有苹果,还有橘子,还有辣椒,卷心菜。但是没有发霉的。久而久之,霉菌们意识到,长出霉菌的条件是很苛刻的,需要有水,要与空气充分接触,还要足够长的时间,还要有足够的养分,他们开始称这颗独特的苹果为apple。
“所以房间里的其他物件像水果刀,手机是不可能有类似我们的生命存在的。而保鲜袋内的西瓜,草莓虽然有足够的养分,但是因为不与空气接触,所以也不会有生命存在。”一名霉菌科学家这样解释,“我们是宇宙的幸运儿,只有一个apple,我们要爱护我们的家园。”
探索和求知欲是所有生命的天性,虽然自身离开apple就会死去。但是霉菌们造了很多望远镜拼命的向外看,也释放出了一个又一个的飞行器来探索apple之外的世界,试图和其他的霉菌取得联系。
然而这一切并没有什么卵用,房间对于霉菌来说还是安静无比。一些霉菌开始站在apple上大喊:“喂,我们在这里!!”并散发出独特的味道试图吸引房间内的其他生命。
付出还是得到了回报,开普乐宣布在遥远的房间另一角发现了和apple相似的另一颗苹果,并命名为452b。452b比apple早存在15天,体型稍大,同样在房间一个不起眼的角落。
“这说明我们不是孤独的!”霉菌们很兴奋,虽然没有任何证据表明452b上也存在霉菌,但是至少这个伟大的发现让霉菌们对未来的星际移民看见了希望。
有一位叫做费迷的霉菌科学家提出了这样的想法,“就目前的观测来看,我们所在的房间至少有一百万个苹果这么大,至少存在了7300天,他们中的大多数都比我们更古老,apple用了三天的时间生出了我们,就算其他的苹果用100天的时间生了霉,这个房间也应该到处都是烂掉的苹果了。”
然而这里现在还是寂静无比。
这是为什么?霉菌们想不通。直到蚂蚁来到这颗苹果那一天霉菌们也没想通。
霉菌们从未想象过蚂蚁这种生命的存在,他们体型无比硕大,呈现出和已知所有生命都不相似的外貌,他们的到来只有一个目的——啃食apple。霉菌们不能和蚂蚁沟通,无法理解蚂蚁所表现出的一切行为,只能成堆的死去。
转瞬之间,apple被蚂蚁啃食的只剩下残骸和流出的液体。霉菌早已全部死亡,孙小美终于注意到了这颗一周前买的苹果。他皱了皱眉:“都招来蚂蚁了。”说着一脚踩死了正在舔舐地板上苹果残渣的一群蚂蚁,转身拿起了扫帚扫走了地上的一片狼藉。
收拾干净了房间,孙小美疲惫的看了一眼手机,弹出一条新闻提示:“NASA发现地球孪生兄弟452b!!”
大概几乎不是个好消息有时候答题需要用到隐含条件,很多人看这个没看明白隐含条件关于行星的1,虫子的望远镜是09年发射的2,然后虫子用这个破玩意,只用了6个地球年就发现了一个“疑似宜居行星“ …3,而凌日法又很不精确,只能测量很少的行星,意味着还有很多行星系没有被虫子们发现4,只检查了天鹅座(章北海也是往这里去的…) 宇宙对我们是360全周天的,也就是说,我们在一个球面上随便取一个像素,然后就用了6个地球年就发现了一个…结论: 在我们各个方向上,有无数颗恒星,其中又有无数颗行星,位于碳基生物宜居带(以虫子的标准)的行星也是极大量的关于距离的有人说1400光年很远。其实也不算太远,银河直径有10万光年左右,也就是银河系直径的1%左右,就发现了这么一个。隐含条件1,根据相对论,近光速飞船内的人时间会变慢。如果达到光速,对于飞船外的观察者,飞到地球需要1400地球年,但对于飞船里的人,也许只需要很短的时间。 宇宙航行的目的如果是被迫的,则无需考虑飞船外的观察者的时间。因此,哪怕是达到准相对论速度,如0.5c,也可以大大的节约飞船内生物的时间 2,1400年长吗? 从地质学上说,太短了。哪怕虫子的科技发展速度,1400年后,虫子们如果还存在,也已经达到光速了吧?3,虫子们的寿命大约也有100地球年,短的70年,这是1400年的5%。 如果不考虑其他生命形式,还按碳基生物算,别人完全可能有三五百地球年的寿命。4,还没算冬眠呢!虫子不能休眠那是虫子进化不够完备,别人完全可能可以休眠,各种形式都可以,脱水、孢子、蛹、冷冻,甚至可能对方是zerg那样的生物,只要女王存活,其他个体在旅行中可以以幼虫的形式存在啊!5,根据以上,1400光年也不算远了,考虑到其他生物的寿命可能比较长、加上能休眠,加上相对论效应,就算加速和减速需要消耗额外的时间,完全可以走这么远。关于地球的1,虫子们笨拙的望远镜就能看到别的世界,大眼睛瞥一下也就能看到虫子们的世界了。如果有观察者,我们早已暴露,更别说观察者可能在更近的地方,还能收到电磁波呢2,更高精度的观测设备可以发现虫子们的存在3,目前虫子们还没有发现邻居。因此可以推出两种可能一、除了我们,宇宙中没有别的生物这个结论已经不好了: 有这么多“适于我们居住”的星球,但是却只有我们,说明1,他们都挂了——智慧生物不能存在太久“你很幽默。我要马上通知宣传执政官,让他把这个科学事实向全世界反复渲染,让三体人民明白,文明的毁灭,其实是一件在宇宙中每时每刻都在发生的再普通不过的事。”2,不可能发展到我们以上的阶段“大筛选理论,我们还没过筛子”二、有别的东西,只是我们还没发现1,“正像希恩斯所说,文明很可能几十亿年前就在宇宙中萌发了,从现在的迹象看,宇宙可能已经被挤满了”2,如果你能看到一个低商世界,那个时间迟早也能看到你,只是时间问题。3,而他们都沉默了结果堪忧啊。另外再补充一下,如果文明不毁灭,确实符合宇宙社会学公理,生存是文明的第一需要,物质和能量总量是有限的:证明如下 中国每年发电量增长就在3-5%(降低后的),极限算1%吧。目前全球能源消耗量如果每年增加1%,1000年后,消耗的能源将是现在的20000倍(1.01^1000)这已经超过目前地球的能量输出了,意味着我们必须成为II型文明而且,即便掌握了可控核聚变也不行,因为热效应会把你烤干 因此,要么开始建造戴森球,并居住在空间站(不然还是解决不了向地球排热的问题),要么就要走向星舰文明(为了西德尼亚~)星舰文明的物质总量有限,最好的归宿就是另一个地球。那么我看这个行星就适合希德尼亚。或者说,我们的星球也很适合,也许人家已经在路上了呢?这样的发现再次废除了地球中心说,向我们昭示了更不确定的前景,理应让人们更加具有奋进精神啊。因为不前进就一定会灭亡,只有不择手段的前进了。面对一堆说然并卵的,真是虫子一般的东西! 无论是面临大筛选还是可能的外星人入侵,还是未来地球的承载极限,发展科技和文化都是地球文明唯一的出路。哪怕按照桂枝的“传宗接代”,地球都没了还传你妹啊。
泻药。。从开普勒452b本身来说并不能算是最像地球的宜居行星,否则开普勒186f、438b算什么=_=但是配合上452b所围绕的恒星,这颗恒星的各项参数都和太阳接近,除了光强体积质量略大,且根据它的周期来说和地球接近,所以应该是处于宜居带中。。个人认为这算是一项有意义的发现,但是由于各家媒体的过分宣传而变的有些夸大其实了,如果想到什么再来补充—————————————————我觉得的回答中有句话说得让人细思恐极,也发人深思:"可怕的不是我们发现了一个,而是,我们这么容易就发现了一个。"也许这也是开普勒452b被发现的意义吧,这方面我专业知识不够,希望将来专业知识够了以后可以去真正的理解这点、或者是反驳
章北海的航向是正确的
冷冻我!!冷冻我!!!现在!!!是不是意味着未来星际穿越可以实现了?普通人能能欣赏银河的夜晚了吗?能跨星恋了吗,和外星人结婚受法律保护吗?能幻影移形了吗,任意门发明出来了吗?当今买下来的星星在以后产权归我吗?超级士兵真的存在了吗?电影发展到多少d了,侏罗纪公园能成功建起吗?宇宙和平了吗,大魔王打败了吗?哪个种族最后站在了金字塔顶端?人类是不是全宇宙最蠢的生物?四维生命是什么鬼,我们能和他们交流思想感情吗?花钱就能买到人形电脑天使心吗?宗教问题解决了没有?冰火海贼王完结了吗烂尾了吗?我们还吃食物吗,我们成功改良自己基因了吗?哦天哪天哪,宇宙大战是什么样儿的?科幻小说里的都是真的吗!!!!冷冻我!!!!现在!!!让我看看Kepler 452b是什么样儿!!“(流下了激动的泪水!)宇宙,人类最后的边疆!我们的征途是星辰大海!少年啊,创造奇迹吧!”啊,生生不息。(瓦肯手)
意味着在孙燕姿生日这一天发现了克卜勒。
反对 以及大部分担心如此轻易地发现行星的人recall一下估算智能文明产生的德雷克公式:德雷克公式如下:其中N代表銀河系內可能與我們的數量R*代表銀河內形成的速率f_p代表恆星有的可能性n_e代表位於合適內的行星的平均數f_l代表以上行星發展出生命的可能性f_i代表演化出高智生物的可能性f_c代表該高智生命能夠進行通訊的可能性L代表該高智文明的預期壽命只是发现一个处于宜居带的行星没必要这么激动吧又不知道它有没有进入温室效应的恶性循环,不知道是否有丰富水资源,不知道有产生有机大分子的条件,这样连它是否处于适合生态范围内都不清楚我们只是把前两个概率的范围缩小到一定值了,第三个算是了解了一部分,后面还有五个参数诶,杞人忧天啥。
专家说, 我们到不了, 以现在的速度要几亿年。专家说, 那个星球比我们地球老十几亿年,比我们老,不是我们的目的地。上述都是以地球为中心说的话, 如果以那个星球为中心, 那么就变成了那个星球的专家说,
这个星球(地球)比我们年轻啊, 是我们的最佳目的地啊。那个星球的专家说, 这个星球才1400光年, 好近啊所以, 赶紧逃命吧, 兄弟, 他们快来了。
现在的媒体啊......
意味着天朝的科普工作任重道远注意“热门”和赞同数}

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