距地42光年,超大型“超级地球”被发现,科学家却担忧不已
科学家预言,未来人类会面临 历史 上空前严重的 生存危机 , 能源枯竭 、 生存空间减小 、 自然环境恶化都将成为毁灭人类的可能因素。 终有一天,地球会变得无法再居住,人类会离开这个摇篮。 但是,离开了地球,人类该去哪里呢?
茫茫宇宙,不可能只存在地球这一个适合生命居住的星球,根据天文学家的推测, 全宇宙宜居的行星数量在1亿颗以上,这其中不乏超级地球。 因此,当地球被人类糟蹋得无法居住时,这些 星球就会成为我们 太空移民 的选择 。
只是,经过初步 探索 发现, 它们离地球的距离,少则几十光年,多则上百上千甚至上亿光年 ,人类如何达到?还有,既然它适合生命居住,难道就不会先有其他文明诞生吗?万一比人类高级呢?
天文学家将地球作为依据和衡量标准,得出了一个划分标准,那就是 类地行星 。所谓类地行星并不是一定要和地球一样具有什么,这个“类”是类似,只要和地球有多处相似,即使 没有水、没有生命、没有文明也可以被划分进这个范围 。
类地行星 首先得是一颗 岩石星球 ,即以 铁 为主要 核心物质 , 硅酸盐 为主要 地幔物质 ,存在 地壳 和众多的 地貌 特征。因此在太阳系存在三颗类地行星,它们分别是 水星 、 金星 、 火星 和一颗 类地矮行星谷神星 。而在太阳系外,存在着数以亿计的类地行星。在人类还没有飞出太阳系的情况下,若是要太空移民, 火星 成为了最热门的候选。
如果一颗类地行星要存在生命,它必须满足生命所需的四大条件。第一个最重要的, 那就是必须要有有机物,这是组成生命的必要物质,因此该星球需要含有碳、氢、氧、氮等元素。
第二个条件就是 液态水 ,宇宙中有水的星球不计其数,其中大部分是固态水。液 态水含有氢氧元素,是合成有机物的关键原料,也是优越的溶剂与反应场。
第三个条件,是一定要有 大气 , 大气的成分可以与现在的地球不一样,但必须起到保护该星球的作用,反射宇宙中的各种辐射,保持行星的地表温度。
最后一个条件就是,需要一颗 恒星 提供稳定的能量, 维持生命活动很长时间,达到演化的目的 。
因此它还得满足处在 宜居带 的范围内。 宜居带是天文学家以地球与太阳的距离设定的一个区域 。即这颗行星需要围绕一颗恒星转动,而它与母恒星的距离需要满足接受到的辐射热量适中,不能太热也不能太冷。 不同的恒星系宜居带的位置不一样,根据中心恒星的大小和热量衰减梯度划分。
超级地球 又称“超级类地行星”,是指在满足类地行星条件的条件下,质量还十分巨大的行星 。超级地球的质量上限一般是 10个 地球。理论上,质量超过地球10倍的行星,很有可能不是 岩石星球 ,会是类似木星一样的 气体星球 。
当然,也不排除这个行星所在的恒星系中心, 有一颗巨型的母恒星,质量在8个太阳以上,这样,就算质量在10个地球以上,它很有可能还是岩石星球 。还有就是,母恒星比较小而它距离母恒星却很近,这种情况, 就算大于10地球也无妨 。
人类发现类地行星的时间得追溯到1992年,最初发现的两颗类地行星质量在地球的4倍以上 。直到2005年,才发现了第一颗围绕主序星旋转的超级地球 格利泽 876 d 。从那以后,几乎每年都会有超级地球被发现,人类距离自己太空移民又近了一步。
这些超级地球里面,有一些非常年轻,有一些又非常古老。天文学家表示, 年龄在30亿岁以下的 超级地球 ,存在生命的可能非常小 。因为按照地球的进化历程,生命出现在大约 35亿 年前,现在的生态环境是经过 30亿 年才形成的。
如果一颗超级地球的年龄在 30亿 年以下, 它的生态环境还没有成型 。但这并不是说超级地球越古老越好,它的年龄最好也不能超过 100亿 岁。这是因为恒星的寿命是有限的, 只有在主序星时期,恒星才能提供稳定的能量, 通常主序星时间在100亿年左右,且这个时间长度与恒星的质量成反比。 100亿岁以上的类地行星,有可能围绕的已经不是恒星,而是 白矮星 。
综上所述, 超级地球若要适合生命生存,首先需要存在30亿年以上 。其次,围绕的恒星质量不能太大,不然主序星时期会太短,因此 中心恒星的质量应该在8个太阳质量之下,1.5个太阳最好 。最后就是这个 恒星 系的年龄也不能太大,不然它的母恒星离衰亡不远了。
科学家发现了一个恒星 HD 69830 ,它的颜色还是 橙红色 ,质量为太阳的 86% ,以它为中心组成了一个恒星系。其中位于该星系宜居带的是它的第三颗行星,编号为 HD 69830 d ,质量是 17个 地球。 经过分析,这颗“超大型”的超级地球很有可能存在生命。
恒星 HD 69830 的年龄大约在 70亿 岁,还处在 主序星 时期,因此会有连续不断稳定的能量辐射到 HD 69830 d 上。而超级地球上,很可能存在 液态水,含氧的大气层,因为结构和地球一样,它的地核也是含有铁,所以存在磁场 。最关键的是,它距离地球只有 42光年 ,在人类所发现的超级地球里,它的 距离算是比较近的 。如果人类发展出更先进的空间技术,想要移民到那里也不是不可以。
不过呢,天文学家提醒,这颗超级地球的质量超级大,因此 引力 也会很大,一些地球上的运动,如跑步、跳高和跳远,根本就没办法进行,人很变得很笨重。不过人类目前还不知道这颗星球的半径、公转和自转周期等数据,不知道在上面一天有多少个小时、一年有多少天?白天多长,晚上又有多长? 唯一知道的就是,人类如果在这颗超级地球上居住,很快便会失去大长腿,全部变身成粗壮的武大郎。
但是,随着 探索 进程的推进,科学家们也开始担忧不已。 HD 69830 d 的年龄在 70亿 岁,而地球的年龄在 46亿 岁,如果它的进化历程和地球一样,那么这颗星球上潜伏着的 科技 文明会先进我们 24亿 年。这是什么概念? 类似于人与蓝细菌的差距 。也就是说 HD 69830 d 上的“外星人”想对付地球人, 相当于地球人对待 蓝细菌 ,它们可以把人放进培养皿中观察 。
1964年,前苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫将外星文明划分为三个等级,用来衡量人类文明与之的差距。
第一个级别 ,是该文明能够使用自己行星及周围所有卫星的总能源。 类比人类就是,我们不仅能够支配地球上的所有资源,还能将 月球 的所有能源拿来自己使用。
第二个级别 , 是该文明能够将自己所在恒星系的所有能源归为己用,相当于人类可以使用包括太阳在内的所有太阳系星体的能源,连小行星和彗星都不放过。第三个级别 ,就是这个文明可以把自己所在的 银河系 的资源 掌握在手里。
如果每个级别算 1分 的话,人类现在的文明约有 0.71分 ,因为人类的确掌握了地球所有的资源,但是月球的资源并没有被我们使用,我们只是采集了它的很小一部分资源拿回来做研究。 HD 69830 d文明比我们领先24亿年,很有可能分数在2—3分之间 。那么它们对付人类,简直是降维打击。在这样的差距面前,一切都是徒劳的。
然而科学家们还发现了一个更绝望的事情, 卡尔达舍夫等级的使用条件是在银河系 ,也就是说,如果一个文明的范围已经超过银河系,卡尔达舍夫等级是不适用的。在此基础上,天文学家们假设了 第四个等级 ,即 该文明学会了使用宇宙中的暗物质与暗能量,能够无限穿梭于宇宙的各个角落, 黑洞 、虫洞 成为其技术的一部分。 这个等级的文明已经达到主宰宇宙的高度。
科学家们为什么这么担忧高级文明?因为人类的 历史 告诉我们, 科技 的差距有的时候会触发很可怕的开关。
我们将 工业革命 作为人类 历史 的分水岭,在那之前全世界的 科技 差异并不大,都处于经验 科技 时期。所谓经验 科技 就是在人类长期的工作中摸索出来的一些经验教训,没有系统性地总结其中的规律,需要一个人将经验传输给下一个人。 第一次工业革命距离现在不过300年左右,也就是工业文明只比农业文明先进300年,就是这样短暂的差距,让农业文明最后败在了工业文明的钢铁之下。
还好,这个差距可以追回来, 历史 证明从农业文明到工业文明,过度的时间可以短到二三十年。 300年 的差距用 30年 追,那么 24亿 年的差距需要多少多少年来追呢?答案是 2.4亿 年。 人类要用2.4亿年的时间去追赶,相当于人类从三叠纪世纪追到现在。 可当人类追上的时候,人家同时也在进步,始终这个差距会存在,除非它们停滞不前,或者出现大衰退。
综上所述, 超级地球HD 69830 d,可能存在高级文明,科学家们担忧,这42 光年 的距离对于它们的 科技 来说实在是微不足道。 因为按照它的年龄推断,它先进入人类 24亿 年。如果它们有空间折叠或者虫洞技术,可以瞬间就来到地球,在绝对的高度文明面前,对人类是降维打击。
按照 卡尔达舍夫的等级划分 ,人类目前已经在往第一个等级前进。 经过人类的 探索 ,已经知道 月球上存在大约100万吨氦-3,而100万吨氦-3便可以满足全球的需要 。如果将月球的氦-3全部开发出来,可以供人类使用1万年。
1969年人类便第一次登上了月球,目前 一共有12位宇航员登上过 月球 ,达到月球的 探索 车更是不计其数 。并且人类已经掌握了从月球返回地球的技术,因此实现地月之间的资源运输,阻碍的唯一因素就是现在 成本太高,载重量有限,带回来的氦-3价值还赶不上发射一次火箭的花费 ,所以才没有实行。一旦人类攻破了往返的价格关,达到第一级别的宇宙文明,只是时间的问题。
能源更够解决,可如何解决地球日益恶化的环境问题?都说有一天我们会太空移民,可我们并不确定,是星际穿越先来,还是冰川完全融化先来?与其把希望放在一不确定的事情上面, 不如放在一件肯定的事情上,比如保护环境 。