自 1992 年以来,天文学家已经发现了近 5,000 颗系外行星,估计仅我们的银河系就有数十亿颗系外行星。根据这些数据,我们可以想象,在数光年之外,可能存在另一个像地球一样的星球,等待有进取心的人类去发现。它可以拥有可以踏足的大陆、可以呼吸的适宜大气层、可以饮用的水、可以开采的资源和可以寻找的食物。我们的探索精神终有一天一定会因曲速引擎而受到祝福。 这颗假想行星有一个名字:B 行星。即 B 计划。众所周知,B 行星的作用是当 A 行星出现问题时,无论是真实的还是哲学意义上的逃生舱。这个地球近亲早已出现在科幻小说中,塑造了地球人对这样一个地方的构想,有时甚至是潜意识的。“我们甚至没有想过像《星球大战》这样的故事会发生在系外行星上,”耶鲁大学人类学家、 《外太空定位》一书的作者丽莎·梅塞里说。毕竟,新希望比任何实际的系外行星的发现都早了 15 年。 然而,科学家对世界的粗略描述与公众生动的想象之间存在着巨大的差距。真实行星的细节仍然模糊不清,望远镜只能确定它们的大小、质量、与恒星的距离、大致温度,以及(在某些条件下)漂浮在大气中的一些分子。科学家不确定可能有多少颗 B 行星候选者,或者其中是否有真正与地球相似的行星。 詹姆斯·韦伯太空望远镜将于 12 月 24 日发射,它将帮助(稍微)弥补这一差距,其巨大的镜子和仪器将更清晰地聚焦到遥远的地方。但在公众的想象中,行星可能总是比我们科学所能辨别的更有个性和更有前途,部分原因是科幻小说长期以来都在发展行星的性格。 行星长期以来被视为“非凡旅程”的终点。早在 16 世纪,“我们就‘发现’了所谓的新世界,所有这些动植物、描述和所有这些酷炫的东西都被带回了欧洲,”芝加哥大学科幻小说学者 Ana Klimchynskaya 说。到了 18 世纪,作家们已经开始将这种新奇事物推论到大气层之外,推论到地球人可以居住的不同星球。在启蒙时代政治和社会实验思想中,他们想象着人类生活可能会有所不同:其他世界成为政治讽刺和蓝天假设的载体。“我们还能用什么其他方式建立一个社会?”Klimchynskaya 说。“乌托邦会是什么样子?” 那种写作形式是一种原始科幻小说。我们今天所认为的真正的科幻小说始于 19 世纪,当时科学本身开始受到公众的欢迎,各国开始工业化,进化论被广泛接受,我们了解到地球非常古老,曾经有恐龙。科学严谨的推测渗透到了文学中。克里姆钦斯卡娅说,它产生了“这种新的叙事形式,它基于人类对世界和其他世界的权力的新认识。” 然而,从 20 世纪早期到中期,直到今天,许多虚构的行星都只是有点像地球。芝加哥大学的科幻学者凯瑟琳·布斯称它们为“非生态的”:只包含现实世界的一两个方面。一个只由橡胶制成的地球仪、一个沙漠星球或一个只有女性居住的星球。作家们并没有因为物理或技术原因而捏造这些特征。这些行星,就像那些在非凡旅程结束时出现的行星一样,存在是为了容纳猜测。 布斯说,当作家哈里·克莱门特·斯塔布斯(笔名哈尔·克莱门特)于 1954 年出版《重力任务》时,文学的可能性发生了转变。在这部连载小说中,他想象了一个重力比地球强 700 倍的星球。它寒冷、快速旋转,充满液态甲烷。外星人适应了这些条件。故事情节围绕人物试图了解天气、地质、大气和重力展开。理性的调查让他们摆脱了困境。“答案总是某种程度上将不同的科学学科结合在一起,”布斯说。 斯塔布的作品还展示了如何从零开始创造一个星球,并让读者体验到它是一个完整的世界。他的作品以及随后的小说让人类意识到,我们的星球并不是唯一的星球,借助科学工具,其他星球即使不是完全的地球,也可以生存下来。 然而,视觉科幻小说无疑对普通人如何看待“类似地球的系外行星”产生了更大的影响。例如, 《星际迷航》中的世界给我们灌输了有关系外行星外观的想法,视觉效果潜移默化地渗透到社会观念中。 但最终的设想相当随意。例如,星际世界往往看起来像洛杉矶周边地区,但这并不是因为系外行星可能与我们的科技中心相似。“他们没有预算,所以就到外面去了,”克林钦斯卡娅说。而《星际之门》是在不列颠哥伦比亚拍摄的,所以所有行星看起来都像温哥华。 公众想象中的北美式行星数量也具有误导性。“人们看《星际迷航》时会觉得,‘银河系中一定遍布着宜居行星’,”研究系外行星的密歇根大学天文学家凯特琳·拉斯穆森 (Kaitlin Rasmussen) 说。 如今,地球面临着气候变化、核武器等生存问题,而这些垃圾现在显得格外闪亮。拉斯穆森说:“看到另一个世界还未被人类完全搞砸,这尤其有吸引力。”无论如何,这样一个世界的概念本身就可以充当哲学上的 B 星球——一种逃避现实的幻想,即使不是一个逃避计划。 但“散落”可能并不是描述非虚构行星 B 密度的正确词语。 “事实是我们不知道,”拉斯穆森说。“我们还没有在太阳附近发现任何类似地球的行星。我们有可能找到,但宜居性的范围和寿命实在太窄了。” 当新闻文章经常宣扬发现“地球大小”的行星或位于“宜居带”的行星时,人们很容易忘记或永远不知道这种稀缺性。这些术语听起来很像“实际上类似于地球”和“实际上宜居”——你知道,就像电影里那样。但天文学家只是说这颗行星是一个非气态世界,液态水可能存在。 这是一个相当空的 Tinder 个人资料,可以向右滑动。行星的约会面孔也没有显示出任何接近清晰的照片——更像是在黑暗的俱乐部里拍摄的照片,背景是一堆霓虹灯。 科学家可以辨别出行星的宽度、质量、距离恒星的距离,以及行星的温度。借助当今的仪器,如哈勃望远镜或欧洲南方天文台的 3.6 米望远镜及其高精度径向速度行星探测器,他们可以确定某些大气分子的丰富程度……但仅限于靠近恒星的大型行星。
当一颗行星从其恒星前方经过时,从地球的角度来看,它会遮挡住少量太阳光线——就像一只蚊子飞到你的露营灯前一样。 (这种遮挡往往就是它存在的最开始的证据。)穿过行星大气层的星光闪烁以及经过过滤的光线特征可以揭示大气层内部的情况。 绕行星运行的较大行星按比例阻挡和过滤恒星光线的程度更大,使其更容易辨别。 拉斯穆森说:“未来 10 年,我们将开始观察那些温度过高、不属于宜居带的较小行星。” 但是,要想真正了解这些行星是什么样子,以及它们是否具备适合生命的特征,还需要再加把劲。 不过,科幻爱好者并不是唯一对想象和寻找类似地球的行星感兴趣的人。天文学家的动机并不是寻找逃生通道,而是了解我们的星球如何融入更广阔的宇宙,以及我们如何融入其中。 不同的人以不同的方式应对这种存在主义的“嗯” 。宗教人士可能会求助于经文,哲学家则求助于公理。对于天文学家来说,问题变成了:“‘我们和宇宙中的其他地方一样吗?’”梅塞里说。要找到答案,就需要找出地球是独一无二的、常见的,还是介于两者之间——以了解我们以及维持我们和生物圈运转的条件是独一无二的、常见的,还是介于两者之间。 她的研究揭示了科学家对地球双胞胎感兴趣的另一种情感,这种情感与哲学上的逃生舱并不完全相似:一种怀旧之情。“一种对地球可能原本的样子的幻想,一个原始的地球,一个不受政治困扰的地球,”梅塞里说。系外行星,特别是目前缺乏数据的形式,是一张白纸。在它们纯粹假设的大陆上,人类可以投射出这颗行星最柏拉图式的版本。 这样一来,科学家对 B 行星的探索和公众对 B 行星的设想都是出于对当下现状的关注。“当我们考虑其他行星时,我们实际上总是在考虑地球,”科幻学者布斯说。 借助詹姆斯·韦伯太空望远镜,科学家们距离找到这样的地方又近了一步。它巨大的镜面能量将帮助天文学家看到更远处的较小世界。“它可以收集更多的光,从而给我们更清晰的信号,”俄亥俄州立大学研究生卡普里斯·菲利普斯说,他正在研究詹姆斯·韦伯太空望远镜是否能够探测到比地球大但比海王星小的“气态矮星”的生物特征。詹姆斯·韦伯太空望远镜还能看到很宽波长范围的光,比哈勃望远镜能看到的红外光要远得多,而且它还能监测一些可见波长,这一点与仅能探测红外光的斯皮策太空望远镜不同。这不仅比你的眼睛可以接收到的波长更长,而且也是化学物质(如氨)发出更多信号的地方,当微生物分解氢和氮时,生物活动会产生氨。 但即使詹姆斯·韦伯太空望远镜或未来的望远镜发现了潜在生物的迹象——比如大气中的氨,这是菲利普斯的专长——这项工作才刚刚开始。“你不能马上就说,‘我们发现了生命。它存在,’”她说。后续观察需要再次确认信号确实出现了。而其他过程,如火山或太阳活动,也可能导致这种化学反应,因此天文学家必须区分各种可能性——这是一个模棱两可的过程,尤其是因为宇航员不能直接乘火箭去那里看看发生了什么。 菲利普斯和其他天文学家使用一种名为 Pandexo 的软件工具来估计詹姆斯·韦伯太空望远镜可能揭示的真实行星大气。当他们输入系外太阳系的特征(如恒星的温度、行星的半径以及望远镜将观察行星经过恒星前方的次数)时,Pandexo 会从望远镜中输出模拟数据,显示科学家认为铍镜可能能够看到的内容。“当我们真正看到数据的样子时,会更酷,”菲利普斯说。毕竟,现实世界很少能完美地反映虚构的预测——即使是那些从软件中跳出来的预测。 天文学家对来自 TRAPPIST-1 等有前途的太阳系的真实数据很感兴趣,TRAPPIST-1 拥有七颗地球大小的行星,其中三颗位于宜居带。但清晰地描绘这些地方并不是明天就能实现的目标。“我们可能离这个目标还有一段距离,”菲利普斯说。“但请牢记这一点。” 耐心是必须的,因为人类能够观测系外行星的能力才刚刚开始。“这是一个新兴领域,还有太多未知数,”菲利普斯说。詹姆斯·韦伯太空望远镜和后续仪器可能会揭穿一些人类自认为了解的有关行星及其大气层的惊人事实。对于菲利普斯这样的科学家来说,这本身就是一次非凡的旅程。“探索未知,”她说。“永远如此。” |
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