第二個地球究竟存不存在?如果存在,那我們見得到嗎?

2022年10月04日12:17:11 科學 1265

近幾年地球上的惡劣天氣變得越來越頻繁,許多人在這些突如其來的災難當中失去了生命。而這種情況也使大家意識到,地球可能真的不能伴人類文明走到「終老」,所以人類急需找到宇宙中的第二家園

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地球是人類獨一無二的家園

雖然目前火星是首選移民星球,但是在太陽步入老年之後,整個太陽系都將不再適宜生存,所以人類得為自己早做打算,在太陽系之外尋找新的家園

那麼,宇宙中到底有沒有第二個地球呢?有!但我們永遠也見不到。

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茫茫宇宙的構想圖

第二地球」需要擁有的特性

宇宙中的第二地球也叫做超級地球這些行星都是類地行星,且體格比地球要大一些,可以將其看為地球的plus版本。科學家之所以要尋找和地球相似的星球,除了有愛屋及烏的原因,更多的是因為知道人類在哪種環境中生活才會更舒適。

要知道,我們的星際移民計劃可不是為了趕到另一顆星球「赴死」,而是讓人類文明換個地方繼續紮根,然後延續下去。所以在選址的時候,科學家還是很講究的。

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超級地球的構想圖

為了能夠更好地搜尋,科學家依照地球在太陽系中的位置以及與太陽之間的距離等劃分出了宜居帶,然後在各個星系的宜居帶當中尋找類似地球的行星。這些行星一般需要具備以下幾種特性,它們才有潛力成為人類的第二家園。

首先就是組成部分,由於地球本身是岩石行星,所以我們在搜尋的時候也會特別地關注這一點。而目前為止找到的這些超級地球,其質量一般都比地球要大,上限是地球質量的10倍左右。在這種情況下,超級地球之上的引力是非常大的。

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地球的內部構造示意圖

其次就是這顆第二地球是否具備適宜的溫度不說像地球這樣做到絕對的溫度適宜,也不能表現得過於誇張。因為太冷或者太熱對於人類來說都不是好事,而且如果太冷的話,就意味著該行星可能是像冥王星一樣的「冰凍星球」,這種不具備液態水的特徵,顯然是不符合人類需求的。

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表面平均溫度約為-200℃的冥王星

最後就是超級地球是否具備磁場或者大氣的問題,大氣的情況尚且好觀察一些,但是磁場的問題卻很難捉摸

這是因為人類迄今為止對地球內部的探索都十分有限,地球磁場的誕生和維持方面依舊存在許多尚未解決的問題。所以,我們很難用本就模糊不清的東西去對超級地球做出判斷。但是是否擁有磁場,對於人類來說還是相當重要的。

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地球磁場示意圖

綜上所述,在這種篩選之下,人類還是找到了不少第二地球,雖然它們總會在某些方面表現出不足,但是只要相似度達到一定的要求,科學家都會將它們列入備選名單當中

比如開普勒-452b格利澤581c等等,這些超級地球與地球之間都有相似之處。

美國航天局科學家納塔莉·巴塔利亞表示,「紅矮星橙矮星和黃矮星銀河系恆星的90%左右,按保守估計,這些恆星中的15%擁有一顆處在宜居帶、大小是地球 1~1.6倍的行星,也就是說有135億顆潛在的宜居行星。」

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部分宜居行星示意圖

既然,宇宙中有這麼多第二地球,人類在過去的探索當中也確定了不少超級地球的位置,為何卻說我們永遠見不到它們呢?

距離是硬傷

當大家細心觀察,就會發現如今這個世界是「得能源者得天下」,此前圍繞石油的一系列紛爭就足以證明。

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石油是工業生產中最重要的資源之一

如果說人類從前爭奪能源,是為了讓自己的國家更加強大,那麼現在更為關注能源,則是因為這代表著誰有能力率先衝出地球,前往其他星球「劃分領地」

畢竟這些無人造訪的行星往往沒有歸屬者,所以到那時難免會出現先到先得的情況,而想要抵達最近的行星,都需要足夠強大的燃料。如果我們一直以這樣的龜速前行,火星可能就是人類「星際旅行」的極限了。

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宇宙飛船的概念圖

再看這些被發現的超級地球,距離地球比較近的十幾光年,距離比較遠的則在幾百光年甚至幾千光年之外。對於幾百、幾千光年之外的尚且不提,僅僅是十幾光年外的超級地球,我們都無法抵達。

首先,人類的飛行器速度很慢這代表著我們跨越1光年都需要花費幾千年甚至上萬年的時光。而人類文明的歷史不過才6000多年,這樣的長時間遠征,對於我們來說是難以接受的。

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太空梭對於宇宙來說實在是太渺小

其次,人類的壽命阻礙了我們奔向遙遠的第二地球,就算我們以所有人都能活到100歲來算,並且在長途旅行中不會出現任何的意外。想要抵達距離地球最近的超級地球,也是要經曆數代人的。更不用說,宇宙環境對人體的傷害是很大的,在太空的長途旅行當中我們很難保證自己長壽。

綜上所述大家就會發現,第二地球存在卻難以與我們相見的原因就是「距離太遠」,在這種距離硬傷存在的情況下,我們只有兩種選擇解決這一問題。

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人類的壽命是非常短暫的

要麼給飛行器提速,使其達到近光速的水平,要麼就是延長壽命,將壽命的上限提升到千年。

當然,大家都知道,從目前來看,這兩個都不現實。因此,對於第二地球的問題,我們只能不斷地搜索和發現,想要近距離觀察甚至抵達,現在是無法做到的。

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只有不斷探索宇宙,才能更加了解宇宙

值得一提的是,其實搜索第二地球這件事情,實施起來也是具有一定困難的。因為直到現在,對一些第二地球的大氣、體積等基本「三圍信息」,人類都不了解

第二地球的搜尋不容易

咱們在前文中說了,為了能夠進一步縮小搜尋的範圍,科學家人為劃分了宜居帶的概念。而隨著研究的不斷深入,科學家發現其實宜居帶不一定是完全正確的指標,它們偶爾或出現移離和回歸,這具體取決於其內部恆星的變化

資料顯示,根據 Kopparapu等人2013年的定義,太陽系的宜居帶從地球軌道內側延展到火星軌道外側。

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宜居帶與宜居行星示意圖

更不用說宇宙當中其他的恆星和太陽之間還是存在一定差異的,這就導致宜居帶的範圍也要適當的變化。

比如說對於類太陽恆星,宜居帶的範圍大概在0.99-1.7AU,如果這顆恆星與地球之間的距離是10pc(秒差距,1pc=3.26光年)的話,那麼想成功觀測這一星系至少要用口徑大於3米的空間望遠鏡。

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宜居帶內的溫度不會太冷,也不會太熱

其實從這一點就能看出,人類的觀測設備還是十分有限的,這就限制了我們的搜索範圍以及觀察情況。對於不少已經發現的超級地球,重要的數據依舊顯得模糊不清,這就是受限於科技發展的表現。

不過在搜索第二地球活動越來越受到人們關注的今天,各國投入的資金和人力明顯有變化,未來人類可能會在技術的革新之下,找到更多有關第二地球的信息

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仍有很多「宇宙」未被人類探測到

甚至說,我們還可以通過空間合成孔徑望遠鏡陣列干涉成像的新手段,獲得更強的觀測能力,說不定還能拍下第二地球的照片。

當然,找到和抵達之間還是有很大差距的,目前對於移民到第二地球的問題,大家還是不要太樂觀,因為我們的飛行器速度確實還差的太遠了

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未來宇宙飛船的概念圖

只能期待在未來的百年之間,人類的科技又會迎來爆炸式的發展,這樣的話,我們就有機會抵達光年之外,看看這些與地球極為相似的星球到底是什麼模樣。

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