寻找与地球一样的星球 人类能找到一个和地球一模一样的星球吗?

\u80fd\u5426\u518d\u627e\u5230\u4e00\u4e2a\u50cf\u5730\u7403\u4e00\u6837\u7684\u661f\u7403\u3002

\u4e0d\u80fd\u8bf4\u5b8c\u5168\u4e00\u6837,\u81f3\u5c11\u76f8\u4f3c\u7684\u662f\u6709\u53ef\u80fd\u7684.
\u81f3\u5c11\u592a\u9633\u7cfb\u4e2d\u7684\u706b\u661f\u548c\u91d1\u661f\u548c\u5730\u7403\u5c31\u6709\u5f88\u591a\u76f8\u4f3c.

\u76ee\u524d\u5df2\u7ecf\u627e\u5230\u4e86\u4e00\u9897\u7c7b\u4f3c\u7684\u884c\u661f\uff0c\u8ddd\u79bb\u5730\u740350\u5149\u5e74\uff0c\u8d28\u91cf\u662f\u5730\u7403\u76848\u500d\u6709\u5927\u6c14\u5c42\u548c\u6db2\u6001\u6c34\u3002\u5982\u679c\u6709\u4e0d\u61c2\u53ef\u4ee5\u8ffd\u3002

有,这个是肯定有的!还有4个有智慧生命的星球,不包括地球,也就是说,这个宇宙有5个有智慧生命的星球.还告诉你一个秘密,离我们最近的智慧星球有74W光年!
不想做长篇大论的解释,任何概率和计算公式都是一种预测,宇宙之大,不可能只有地球会存在生命。地外生命存在的形式不会相同,因为生存环境不同,有的低级,有的会很高级。我坚信地外智慧的存在。
有,有人测算银河系至少有1000万颗
我的想法同上
我觉得有,只不过是我们没发现罢了
太阳系的九大行星中,若按它们的质量大小和结构特征,可分为类地行星和类木行星两类。类地行星主要由石、铁等物质组成,体积小、密度大、自转慢、卫星少。水星、金星、火星都属于类地行星。

全球寻找类地行星

如果发现在茫茫宇宙中还有一个像地球这样的行星,而且上面还有生命,那么对生活在地球上的人类来说,将是个感人兴奋的消息。

不久前,日本一些科学家成立了“日本类地行星探索计划”工作组,专门负责探索太阳系外的类地行星。倡导成立这个组织的科学家之一松原敏雄是日本国立宇宙科学研究所的研究员。他在接受新华社记者的采访时说,工作组首先要进行的工作是,寻找太阳系外究竟有没有像地球这样的行星,然后才是探测上面有没有生命存在。

现在,虽然人类没能直接观测到太阳系外的行星,这个工作组由50多名日本科学家组成。工作组的工作已经启动,目前正在制定具体的探索计划,并打算向政府申请预算,以获得国家的承认和资助。但这并没有影响世界各国的科学家对类地行星的探索。1995年,科学家们间接地证明了太阳系外有行星,即根据恒星的亮度变化证明它的附近有行星。如今,科学家证明太阳系外存在的行星数量据说已超过70颗。但是,至今谁也不敢断定,它们就是类似地球的行星,更不用说上面有无生命了。

据松原敏雄介绍,工作小组自2001年8月成立以来,已经举行了两次研讨会,确定了今后的研究目标。它们是:直接观测太阳系外的类地行星;完全测量太阳附近的大约150个星球;对大约50个天体的大气构成,特别是水和二氧化碳等进行光谱分析;对大约5个天体的生命指标,特别是氧气和甲烷等进行高灵敏度的光谱分析,并就一般天体(数百个)进行超高分辨率的观测。

关于观测手段,松原说,正在考虑的有两种,一是使用日本“H2A”火箭发射的四颗红外线探测望远镜;二是利用美国“哈勃”太空望远镜或专门的宇宙望远镜。松原认为,寻找类地行星是全人类的共同课题,日本一国难以胜任,最好是与欧美各国进行合作。

不能用望远镜来寻找类地行星

目前科学家们探索地外生命仍以地球上的生命过程为样板,设想生命诞生并繁衍应在类似地球这样的行星上。这样的类地行星特征应该是有坚硬的岩石表面,有大气层,有液态水,有适宜的温度。这样的行星应环绕一颗中年稳定的恒星,沿着近似于圆形的轨道运动,与所环绕恒星的距离适中。从整个宇宙看,生命对环境的要求是非常苛刻的。寻找太阳系外的行星系是探测太阳系外生命最基本的环节。

北京天文台的李竞认为太阳系外是否存在着类地行星,还是一个哲学观念。可以肯定地说,目前没有发现任何一个太阳系外的类地行星。我们现在可以非常清楚地知道:不能用望远镜来寻找类地行星。

20世纪初,有人开始探测太空,不是使用望远镜,而是采用分光方法。在太阳系里,木星等行星围绕太阳转动,事实上,他们是共同围绕太阳的一个共有重心转动。恒星也有一些摆动,这样就会给探测带来困难。

同时,探测太空还要受一些的因素的影响。一是地球的自转,一是太阳的自转,还有地球的公转,星星位移的变化,仪器也会发生变化。1964年,有人宣布大约离地球6光年远的地方有行星。但是,这个结果,其他天文台却无法作出来同样的结果。所以,这就存在着问题。

比如:1999年12月,英国圣安德鲁斯大学的卡梅伦博士曾宣布,他领导的小组从一颗恒星的光芒中分离出了行星反射的微弱光芒。这是科学家首次声称直接观测到太阳系外行星,因此引起了国际天文学界的广泛关注。根据卡梅伦等当时发表于英国《自然》杂志的论文,这颗行星围绕牧夫座附近的一颗恒星运转,该恒星距地球约50光年。但是后来,卡梅伦博士在英国曼彻斯特举行的国际天文学联合会大会上承认,他们进行的重复研究无法证明原先结果的可靠性,因此他怀疑该结果可能是错误的。

随着天文观测技术不断进展,寻找太阳系外行星系的观测手段已从可见光波段发展到红外波段,望远镜已从地面移到太空。20世纪80年代,红外天文兴起了。通过红外来探测,天文学家发现:不止一个恒星的周围存在着物质盘(类似土星周围的光环)。天文学家从而看到了太阳系的前身。盘上物质汇集着一个个行星。这是天文史的一个大进展。太阳系只有一个样本的哲学思想已经变成了还有其他太阳系的存在的科学依据。

20世纪90年代初的技术有了很大的进步,使得测定准确度每秒13米成为可能。于是,人们把这个新技术引入了天文领域。1994年,天文学家探测到了太阳系外的行星的存在,这个成果成为当年的十大科技成果之一。

1989年“旅行者2号”飞船飞离太阳系之前,曾回过头来给太阳系拍了一张“留恋”的照片,此时它离太阳的距离约为45亿公里。在这里太阳已只是一颗亮星而已。而水星已淹没在太阳的光芒中,火星、天王星、海王星和冥王星都很暗,包括地球在内的其它4颗行星也只是一些模糊和不模糊的光点而已。如果从其它恒星来观察我们太阳系,距离至少还要远2000倍,这时,很难分辨太阳有没有行星。

为了追寻太阳系外的行星,天文学家另辟蹊径。他们清楚:行星绕恒星公转时,由于万有引力的作用,恒星也不是完全在中心,而是在中心附近轻微地摆动,这有点像一名重量级的大胖子和一名穿上隐身衣的小姑娘跳交际舞,大胖子还是会有轻微的摆动,从他的周期性摆动,可以推测出他身旁有一名身轻如燕的隐身舞伴。天文学家使用高精度视向速度测量的光谱方法搜寻太阳系以外的行星。我们在日常生活中会发现,当高速的火车驰近时,火车的鸣叫声显得尖锐刺耳,而当火车离你而去时,就显得平和,这就是“多普勒效应”。同样道理,当恒星向我们接近时,它的光谱线就会向紫光方向偏移,当恒星离我们远去时,光谱线就会向红光偏移。这种光谱线的周期性摆动虽然微乎其微,但是瑞士日内瓦天文台还是用它于1995年在“飞马座51”这颗恒星周围发现了第一颗太阳系外行星。此后,世界各地的大望远镜都先后投入搜索的竞赛之中,至今已发现了将近80颗太阳系外行星。

李竞说,现在的问题是人们感兴趣的是太阳系外的类地行星。类地行星要具有固态的表面,要有水圈,这样,才可能会有类似地球上的生命。

这种生命应该按照生物起源的规律进行演变;从低级到高级,从高级到文明,从文明到科技文明,文明社会再发展到科技社会。只有对方有了科技的文明,地球上的人类才有可能与对方取得联系。现在发现的太阳系外行星有80个,但是没有一个是类地行星,毫不例外的都是类木行星。

目前在太阳系以外所发现的大部分行星,其体积大多类似木星,基本上因其四周多为氦气和氢气而不适宜生命生存。两颗土星般大小的行星的发现,加强了“行星犹如雪球”的理论,从小的岩石块到大尘环,围绕着它们的太阳浮动。加州柏克莱大学的马尔西教授说,“这好比我们从远处看海滩,先前我们看到的是大石头,差不多像木星大小。现在我们看到岩石,体积犹似土星或者更小。我们仍然没有能力发现像地球大的行星。这样的行星其体积应差不多是我们从远处看到沙滩的小卵石。”

21世纪的一个重大任务就是寻找太阳系外的类地行星,前景是光明的。在21世纪的头几十年,人类就会发现太阳系外的类地行星。另外,还有一个终极目标就是:寻找地外文明!但是,目前这仍停留在一种哲学观念上。

未来10年内很难发现 太阳系外类地行星?

日内瓦观象台台长米切尔·麦耶接受德国《明镜》周刊采访时说,迄今为止还没有人发现第二个太阳系,而且在今后的10年内人们也将不会发现像地球大小的太阳系外行星。

米切尔·麦耶是著名的天文学家,1995年他与同事一起在飞马座发现了围绕一颗恒星转动的行星。这是人类有史以来第一次发现太阳系外行星,从而证实了科学家多年的猜想:除了我们的太阳系拥有行星外,在宇宙中也存在行星。他因此而一举成名,被誉为“太阳系外行星之父”。所谓太阳系外行星是指在我们的太阳系外围绕一颗恒星转动的行星,由于行星不发光,因此不容易被发现。那么,是什么原因促使米切尔·麦耶强调在今后的10年内发现不了地球大小的太阳系外行星呢?

原来,天文学家曾经宣布,他们在大熊星座发现了两颗行星。媒体随即欢腾雀跃,说这是“第二个太阳系”,有的甚至说“发现了第二个地球”。麦耶等严肃认真的科学家们认为,这未免有些过分牵强。正如米切尔·麦耶所说:“根本不能说发现第二个地球。我们目前虽然拥有功能强大的观察仪器,可以发现很多太阳系外行星,但是迄今为止没有人发现第二个太阳系,更不用说第二个地球了。”据介绍,在大熊星座发现的那两颗行星,大小分别是木星的1.5倍和3/4,而且都是气态的。

我们知道,生命不可能在恒星上存在,高级生命只能在行星上存在。科学家更认为,只有在与地球大小相当的行星上才有高级生命存在的条件。而迄今为止天文学家还没有发现这样的行星。米切尔·麦耶指出目前天文学家采用的方法是,根据观察恒星受到围绕它转动的行星重力的吸引引起的轨道偏差来发现行星。现在的技术水平只能观察到每秒3米以上的轨道偏差,而地球大小的行星引起的轨道偏差在每秒8厘米的量级。不过,麦耶教授并不悲观,他说,美国航天局预定在2010年左右发射TPF(“陆地行星发现者”)天文望远镜,该望远镜能直接观察50光年距离内的行星。依照麦耶教授的说法,有了天文望远镜的帮助,科学家也许要10年到15年后才能发现地球大小的太阳系外行星。那时人们就可以研究太阳系外行星上到底有无高级生命了。

类地行星
类地行星是与地球相类似的行星。它们距离太阳近,体积和质量都较小,平均密度较大,表面温度较高,大小与地球差不多,也都是由岩石构成的。

宇宙中是否存在和地球相类似的行星?我们地球是宇宙独一无二的骄子吗?这是非常深刻的问题。迄今为止没有人给出肯定或者否定的回答。天文学家已经在银河系发现若干和地球相似的表面由岩石构成的行星。它们的质量远远超过地球,也缺乏围绕旋转的类似太阳的星球,而是围绕已经死亡的星体旋转。现在对于这个问题的回答,有了里程碑式进展。科学家在太阳系外部发现了一个和地球非常相似的行星。其行星编号为155,是太阳系外最小的行星。其半径是地球的2倍,质量是地球的7.5倍。距恒星300万千米(0.021天文单位)。这个行星的轨道周期为1.94天。其轨道大小只有太阳系水星轨道的十分之一。这颗新发现的行星所在的星系名为Gliese 876。它围绕一颗名Gliese 876的恒星运行。

研究组科学家认为,虽然没有直接证据表明这颗行星的表面是由岩石构成,但是从质量的测定排除了它是木星那样的气体构成的行星。数据表明,它很可能是具有镍/铁岩石或者硅覆盖物的地形结构。介于地球陆地结构和天王星/海王星的热化的巨大冰结构之间。它具有稠密的蒸汽云层。

这项成果是由位于夏威夷莫纳克亚山顶的凯克天文台观测得到的。凯克天文台拥有2台全世界最大的10米光学巨型望远镜。每一台有8层楼高,重350多吨。这次的成功发现也要归功于凯克天文台技术的改进——光谱仪CCD探测器的精确度提高,从3米/秒提高到1米/秒,为今后能够发现银河系内质量和地球相当的行星打下了基础。

寻找类地行星

人类从几千年前起,就开始了拓展疆土的努力。

《山海经》称:"禹使大章步自东极至与西垂,二亿三万三千三百里七十一步;又使竖亥步南极北尽于北垂,二亿三万三千五百里七十五步。"中国人在4000多年前,就已经开始了大规模、有组织的地理测绘和国土资源普查工作,堪称中国的地理大发现。

从汉代起,中国人的眼光开始瞄准海洋。到了唐、宋以后随着中国造船技术的高度发展,中国和印度、波斯、阿拉伯的商船经常往来于南太平洋和印度洋之间,15世纪初,郑和在不到30年间7次下西洋。对于郑和下西洋,李约瑟博士这样评价:时间最早,规模最大,造船技术航海技术最先进,海上力量最强,超越了当时世界海军总军力。然而,最后的地理大发现,却是由欧洲人完成的。

15世纪末,由西班牙及葡萄牙发起并完成的地理大发现,将世界版图大幅扩展。随即,"陆权帝国"步入衰亡,"海权殖民帝国"崛起,地球从此成为一个整体。

上世纪80年代起,地球人的眼睛,开始瞄准太阳系外的行星。从1995年2月开始,"凤凰计划"开始利用澳大利亚新南威尔士的帕克斯64米射电望远镜,观测200光年以内约1000颗邻近的类日恒星,但至今找到的100多颗太阳系外行星,几乎全都是由炽热的气体组成,而不是由岩石和矿物组成的类地球行星。

2003年12月,英国科学家宣布,在离地球25光年远的恒星"织女星"(Vega)周围,可能环绕着一颗与地球相似的类地行星。

寻找太阳系外行星最大的困难,就是行星本身不发光,反射的信号极其微弱,恒星的光芒要比它周围的行星亮100万100亿倍,必须屏蔽掉恒星的光亮才能突出行星的特征。美国航空航天局准备多方面解决这个问题。

在智利拉西拉(La Silla )天文观测台工作的瑞士与法国天文学小组发现了新的类地行星。这颗行星的体积与海王星相当,质量约为地球的十七倍,它与太阳系的距离约为20.5光年。

该行星在围绕着处于天秤座的G1 581红矮星(G1 581红矮星的质量约是太阳的三分之一)做高速运转。据天文学家们观测,它围绕该红矮星旋转一周只需要五天时间。

欧洲南方天文观测台的科学家们在向外界宣布这一新发现时表示,他们暂时还没有为该行星找到一个合适的名字。

天文学家们称,我们所处的银河系中大部分恒星都类似于G1 581红矮星,我们太阳系附近的恒星中有80%都属于这一类型。天文学家们对研究这类非气态的巨大行星很有兴趣。据从事此项研究的法国天文学家哈维尔-德尔佛塞表示:“我们的这一发现说明一些不大的恒星周围也存在着普通的行星。这也给了我们一个启示:红矮星也可以成为我们探寻其它类地行星的一把钥匙”。

天文学家们还称,在目前已发现的170多颗行星中,只有5颗行星体积小于新发现的这颗行星。天文学家们在观测此行星时使用了HARPS系统和智利北部天文观测台的天文望远镜。

欧洲天文学家们还解释称,本次发现的这颗行星在距离G1 581红矮星六百万公里的区域内运转,其表面温度约为150摄氏度。作为比较,太阳系内距太阳最近的行星--水星与太阳的距离为五千八百万公里,它围绕太阳旋转一周需要88天。

野心勃勃的设想

喷气推进实验室类地行星搜索器(TPF)项目科学家查尔斯·贝克曼2004年4月28日称,美国航空航天局预计在2014年发射一台小型日晷仪,用遮挡恒星光亮的方法来突出行星。到2019年,美国将和欧洲空间局合作,发射自由飞行的干涉仪。这将是一对严格遵守相距一个足球场距离的两台天体望远镜,利用零信号干涉测量法,将两个天体望远镜的信号进行综合,信号峰值与信号波谷相叠加,把明亮的恒星从图象上去除,而围绕恒星旋转的行星所反射的光可以不同的路径通望远镜的光学系统,在图象上留下痕迹。

就目前观测,太阳系附近3颗恒星,绘架座b星(Beta Pictoris)、天苑四(Epsilon Eridani)和织女星(Vega)都有可能拥有类地行星的另一个太阳系。

自由飞行的干涉仪、即将发射的斯皮泽太空望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜,以及开普勒计划中的行星探测太空望远镜,将可以对上千颗遥远的恒星进行扫描,并在临近太阳系的几个恒星周围发现仅比地球大几倍的行星。不过这还不够。

所有这些仪器,都是为类地行星搜索器(TPF)所做的准备,计划中于2014年发射的TPF-C和2018年发射的TPF-I两个类地行星搜索器,两者的结合将可以把目前哈勃望远镜所达到的分辨率提高100倍,通过红外和可见光波长范围内的联合观测,将具有发现类地行星并探测行星大气中化学成分的能力。如果TPF可以发现类地行星中的生命迹象,美国航空空航天局将在2020年以后申请更强劲的望远镜,以确认和拍摄行星的生命特征。

有没有小绿人

在那遥远的地方,我们能找到什么?科罗拉多大学天体生物研究室首席科学家布鲁斯·雅克斯基告诉《t望东方周刊》,要寻找一个可以支持类似地球生命类地行星,液态水或其他形式的液体是基本的条件,像碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、铁等物质,在任何有地质活动的行星上都很容易找到。另一个必要条件是化学不平衡,这种不平衡的存在,以及不断恢复平衡的努力提供了新陈代谢必须的能量。

有的科学家称,地球生物以碳为基础,而以碳的同族元素硅为基础的生命形式同样有存在的可能。"凤凰计划"资深科学家塞斯·肖斯塔克认为,从硅的外层电子结构上看,确实具备了碳所特有的4个自由电子,但是硅的原子量大,硅-氧共价键比较脆弱,无法像碳一样联合有机大分子,从而无法作为生命的基础。他说,生命是由组织、功能以及精确的复制所构成的,其核心是信息的传递,也不能排除它根据电子的行为,形成其他形式化学机制的可能。

那么外星人会不会像电影里的一样,长着绿色的皮肤、靠光合作用生存呢,塞斯说,利用皮肤的光合作用,外星人对能量的利用率只达到8%即使是天天暴晒在阳光下,也不能满足自身能量的需要,一天所需要的能量需要3周的时间来储备。因此,外星人不可能靠光合作用生存,还是通过食用绿色植物来获得能量更为直接有效。

终极突围

一个包括法国等12国科学家在内的国际研究小组,在26日出版的英国《自然》杂志上报告说,他们利用一种名为引力微透镜的技术,探测到一颗新的类地行星,它是人类在太阳系外迄今发现的质量最小的类地行星。

在行星或恒星移动到另一个遥远恒星前方时,前方天体有时会像“透镜”一样将后方的遥远天体放大,使其在观测者看来更为明亮,这就是所谓的“引力透镜”效应。科学家近年来利用这种现象开发出新的探测未知行星的技术——引力微透镜技术。

寻找与地球类似的行星是探索外星生命的重要课题。之前,科学家利用传统探测行星技术,已经发现了170多颗类地行星,但由于技术的限制,当时发现的类地行星往往较大,其中最小的行星质量也大约是地球的7倍。由法国天体物理学研究所的科学家领导的国际研究小组,利用引力微透镜技术,发现了一颗更小的行星。这颗行星名为OGLE-2005-BLG-390Lb,距地球2.8万光年,质量大约是地球的5.5倍。

科学家说,新发现的行星围绕一颗褐矮星运行,两者间的距离大约是日地距离的2.6倍。但是,由于该褐矮星的辐射能量很低,因此行星表面的温度大约只有零下220摄氏度,绝对不适合生命存在。

科学家希望,将来可以利用引力微透镜技术,探测到更多质量较小的类地行星。

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——可能有水温度也适宜人类居住

4月24日(周二),由11名欧洲天文学家组成的观测小组第一次在太阳系外发现了一颗可能适宜人类居住的行星。这颗行星具有和地球类似的温度。科学家形容此次发现是“搜寻宇宙中生命”的一大步。

符合人类居住标准

位于智利的欧洲南方天文台发现了这颗行星。这颗行星的大小合适,可能有液态的水。从银河的概念上来看,它距离地球相对较近,有12万亿英里远。不过行星围绕的恒星是一颗“红矮星”,比太阳要小、暗以及冷很多。

目前,这颗新发现的行星还有很多未知的地方,尽管如此,这是第一次有太阳系外的行星符合天文学家对适合人类居住行星的要求:大小相对类似地球,温度允许液态水的存在。

这一发现的结果还没有公开发表,不过已经递交给了《天文和天体物理学》杂志。

打开更多发现之门

天文台的科学家观测发现,这颗行星围绕一颗红矮星Gliese581运行。红矮星是一种低能量的,较小的恒星。红矮星发射暗弱的红光,比太阳持续存在的时间长。

这颗新发现的行星被命名为“581c”。此次发现肯定会引发对围绕类似暗弱恒星的行星的研究。地球附近大约80%的恒星都是红矮星。

“581c”的重量大约比地球重5倍。发现“581c”的科学家还不肯定,它是像地球一样的岩石行星,还是表面存在液态水的“大冰球”。如果它像地球一样由岩石组成,它的直径大约比地球大1.5倍。如果是一个“大冰球”,直径可能会更大。

根据理论,“581c”应该有大气层。不过大气层的组成部分还是一个谜。如果大气层太厚的话,行星的表面温度就会太高。

还可能有液态水

不过科学家相信,“581c”的平均温度在32到104度之间。这一发现引发天文学家庆祝。

到目前为止,天文学家发现的所有220颗太阳系外行星要么太热,要么太冷,要么太大,以至于不适宜居住。而新发现的“581c”看起来正合适。

美国宇航局的宇宙生物学专家克里斯·麦克凯说:“这可能非常重要。这不意味着那里有生命;但是说明,按照可能的居住适宜性判断,它是一颗和地球类似的行星。”

另外一名天文学家假设,除了具有合适的温度,新发现的行星也可能充满液态水。不过那并非基于任何证据,而是基于行星形成的理论。

另外一些天文学家谨慎表示,现在说“581c”上有没有水还太早。

一年只有13天

新行星所在的星系距离地球只有20.5光年,星系中的恒星Gliese581也是距离地球最近的100颗恒星之一。

对每一个想前往“581c”行星的人来说,他们都必须知道,坐在那颗行星上会更重;而且他们的年龄也会增加得更快,因为“581c”环绕恒星公转一圈只要13天。

“581c”上的重力加速度是地球上的1.6倍,所以你会感觉自己的体重增加了0.6倍。

“581c”离它环绕的恒星的距离要比地球离太阳的距离近14倍。从“581c”上看,恒星在天空中的大小要比我们在地球上看到的月亮大20倍。而且“581c”很可能不会自转,这样它的一半一直是白天,另一半一直是黑夜.
编辑词条

太阳系的九大行星中,若按它们的质量大小和结构特征,可分为类地行星和类木行星两类。类地行星主要由石、铁等物质组成,体积小、密度大、自转慢、卫星少。水星、金星、火星都属于类地行星。

全球寻找类地行星

如果发现在茫茫宇宙中还有一个像地球这样的行星,而且上面还有生命,那么对生活在地球上的人类来说,将是个感人兴奋的消息。

不久前,日本一些科学家成立了“日本类地行星探索计划”工作组,专门负责探索太阳系外的类地行星。倡导成立这个组织的科学家之一松原敏雄是日本国立宇宙科学研究所的研究员。他在接受新华社记者的采访时说,工作组首先要进行的工作是,寻找太阳系外究竟有没有像地球这样的行星,然后才是探测上面有没有生命存在。

现在,虽然人类没能直接观测到太阳系外的行星,这个工作组由50多名日本科学家组成。工作组的工作已经启动,目前正在制定具体的探索计划,并打算向政府申请预算,以获得国家的承认和资助。但这并没有影响世界各国的科学家对类地行星的探索。1995年,科学家们间接地证明了太阳系外有行星,即根据恒星的亮度变化证明它的附近有行星。如今,科学家证明太阳系外存在的行星数量据说已超过70颗。但是,至今谁也不敢断定,它们就是类似地球的行星,更不用说上面有无生命了。

据松原敏雄介绍,工作小组自2001年8月成立以来,已经举行了两次研讨会,确定了今后的研究目标。它们是:直接观测太阳系外的类地行星;完全测量太阳附近的大约150个星球;对大约50个天体的大气构成,特别是水和二氧化碳等进行光谱分析;对大约5个天体的生命指标,特别是氧气和甲烷等进行高灵敏度的光谱分析,并就一般天体(数百个)进行超高分辨率的观测。

关于观测手段,松原说,正在考虑的有两种,一是使用日本“H2A”火箭发射的四颗红外线探测望远镜;二是利用美国“哈勃”太空望远镜或专门的宇宙望远镜。松原认为,寻找类地行星是全人类的共同课题,日本一国难以胜任,最好是与欧美各国进行合作。

不能用望远镜来寻找类地行星

目前科学家们探索地外生命仍以地球上的生命过程为样板,设想生命诞生并繁衍应在类似地球这样的行星上。这样的类地行星特征应该是有坚硬的岩石表面,有大气层,有液态水,有适宜的温度。这样的行星应环绕一颗中年稳定的恒星,沿着近似于圆形的轨道运动,与所环绕恒星的距离适中。从整个宇宙看,生命对环境的要求是非常苛刻的。寻找太阳系外的行星系是探测太阳系外生命最基本的环节。

北京天文台的李竞认为太阳系外是否存在着类地行星,还是一个哲学观念。可以肯定地说,目前没有发现任何一个太阳系外的类地行星。我们现在可以非常清楚地知道:不能用望远镜来寻找类地行星。

20世纪初,有人开始探测太空,不是使用望远镜,而是采用分光方法。在太阳系里,木星等行星围绕太阳转动,事实上,他们是共同围绕太阳的一个共有重心转动。恒星也有一些摆动,这样就会给探测带来困难。

同时,探测太空还要受一些的因素的影响。一是地球的自转,一是太阳的自转,还有地球的公转,星星位移的变化,仪器也会发生变化。1964年,有人宣布大约离地球6光年远的地方有行星。但是,这个结果,其他天文台却无法作出来同样的结果。所以,这就存在着问题。

比如:1999年12月,英国圣安德鲁斯大学的卡梅伦博士曾宣布,他领导的小组从一颗恒星的光芒中分离出了行星反射的微弱光芒。这是科学家首次声称直接观测到太阳系外行星,因此引起了国际天文学界的广泛关注。根据卡梅伦等当时发表于英国《自然》杂志的论文,这颗行星围绕牧夫座附近的一颗恒星运转,该恒星距地球约50光年。但是后来,卡梅伦博士在英国曼彻斯特举行的国际天文学联合会大会上承认,他们进行的重复研究无法证明原先结果的可靠性,因此他怀疑该结果可能是错误的。

随着天文观测技术不断进展,寻找太阳系外行星系的观测手段已从可见光波段发展到红外波段,望远镜已从地面移到太空。20世纪80年代,红外天文兴起了。通过红外来探测,天文学家发现:不止一个恒星的周围存在着物质盘(类似土星周围的光环)。天文学家从而看到了太阳系的前身。盘上物质汇集着一个个行星。这是天文史的一个大进展。太阳系只有一个样本的哲学思想已经变成了还有其他太阳系的存在的科学依据。

20世纪90年代初的技术有了很大的进步,使得测定准确度每秒13米成为可能。于是,人们把这个新技术引入了天文领域。1994年,天文学家探测到了太阳系外的行星的存在,这个成果成为当年的十大科技成果之一。

1989年“旅行者2号”飞船飞离太阳系之前,曾回过头来给太阳系拍了一张“留恋”的照片,此时它离太阳的距离约为45亿公里。在这里太阳已只是一颗亮星而已。而水星已淹没在太阳的光芒中,火星、天王星、海王星和冥王星都很暗,包括地球在内的其它4颗行星也只是一些模糊和不模糊的光点而已。如果从其它恒星来观察我们太阳系,距离至少还要远2000倍,这时,很难分辨太阳有没有行星。

为了追寻太阳系外的行星,天文学家另辟蹊径。他们清楚:行星绕恒星公转时,由于万有引力的作用,恒星也不是完全在中心,而是在中心附近轻微地摆动,这有点像一名重量级的大胖子和一名穿上隐身衣的小姑娘跳交际舞,大胖子还是会有轻微的摆动,从他的周期性摆动,可以推测出他身旁有一名身轻如燕的隐身舞伴。天文学家使用高精度视向速度测量的光谱方法搜寻太阳系以外的行星。我们在日常生活中会发现,当高速的火车驰近时,火车的鸣叫声显得尖锐刺耳,而当火车离你而去时,就显得平和,这就是“多普勒效应”。同样道理,当恒星向我们接近时,它的光谱线就会向紫光方向偏移,当恒星离我们远去时,光谱线就会向红光偏移。这种光谱线的周期性摆动虽然微乎其微,但是瑞士日内瓦天文台还是用它于1995年在“飞马座51”这颗恒星周围发现了第一颗太阳系外行星。此后,世界各地的大望远镜都先后投入搜索的竞赛之中,至今已发现了将近80颗太阳系外行星。

李竞说,现在的问题是人们感兴趣的是太阳系外的类地行星。类地行星要具有固态的表面,要有水圈,这样,才可能会有类似地球上的生命。

这种生命应该按照生物起源的规律进行演变;从低级到高级,从高级到文明,从文明到科技文明,文明社会再发展到科技社会。只有对方有了科技的文明,地球上的人类才有可能与对方取得联系。现在发现的太阳系外行星有80个,但是没有一个是类地行星,毫不例外的都是类木行星。

目前在太阳系以外所发现的大部分行星,其体积大多类似木星,基本上因其四周多为氦气和氢气而不适宜生命生存。两颗土星般大小的行星的发现,加强了“行星犹如雪球”的理论,从小的岩石块到大尘环,围绕着它们的太阳浮动。加州柏克莱大学的马尔西教授说,“这好比我们从远处看海滩,先前我们看到的是大石头,差不多像木星大小。现在我们看到岩石,体积犹似土星或者更小。我们仍然没有能力发现像地球大的行星。这样的行星其体积应差不多是我们从远处看到沙滩的小卵石。”

21世纪的一个重大任务就是寻找太阳系外的类地行星,前景是光明的。在21世纪的头几十年,人类就会发现太阳系外的类地行星。另外,还有一个终极目标就是:寻找地外文明!但是,目前这仍停留在一种哲学观念上。

未来10年内很难发现 太阳系外类地行星?

日内瓦观象台台长米切尔·麦耶接受德国《明镜》周刊采访时说,迄今为止还没有人发现第二个太阳系,而且在今后的10年内人们也将不会发现像地球大小的太阳系外行星。

米切尔·麦耶是著名的天文学家,1995年他与同事一起在飞马座发现了围绕一颗恒星转动的行星。这是人类有史以来第一次发现太阳系外行星,从而证实了科学家多年的猜想:除了我们的太阳系拥有行星外,在宇宙中也存在行星。他因此而一举成名,被誉为“太阳系外行星之父”。所谓太阳系外行星是指在我们的太阳系外围绕一颗恒星转动的行星,由于行星不发光,因此不容易被发现。那么,是什么原因促使米切尔·麦耶强调在今后的10年内发现不了地球大小的太阳系外行星呢?

原来,天文学家曾经宣布,他们在大熊星座发现了两颗行星。媒体随即欢腾雀跃,说这是“第二个太阳系”,有的甚至说“发现了第二个地球”。麦耶等严肃认真的科学家们认为,这未免有些过分牵强。正如米切尔·麦耶所说:“根本不能说发现第二个地球。我们目前虽然拥有功能强大的观察仪器,可以发现很多太阳系外行星,但是迄今为止没有人发现第二个太阳系,更不用说第二个地球了。”据介绍,在大熊星座发现的那两颗行星,大小分别是木星的1.5倍和3/4,而且都是气态的。

我们知道,生命不可能在恒星上存在,高级生命只能在行星上存在。科学家更认为,只有在与地球大小相当的行星上才有高级生命存在的条件。而迄今为止天文学家还没有发现这样的行星。米切尔·麦耶指出目前天文学家采用的方法是,根据观察恒星受到围绕它转动的行星重力的吸引引起的轨道偏差来发现行星。现在的技术水平只能观察到每秒3米以上的轨道偏差,而地球大小的行星引起的轨道偏差在每秒8厘米的量级。不过,麦耶教授并不悲观,他说,美国航天局预定在2010年左右发射TPF(“陆地行星发现者”)天文望远镜,该望远镜能直接观察50光年距离内的行星。依照麦耶教授的说法,有了天文望远镜的帮助,科学家也许要10年到15年后才能发现地球大小的太阳系外行星。那时人们就可以研究太阳系外行星上到底有无高级生命了。

太阳系的九大行星中,若按它们的质量大小和结构特征,可分为类地行星和类木行星两类。类地行星主要由石、铁等物质组成,体积小、密度大、自转慢、卫星少。水星、金星、火星都属于类地行星。

全球寻找类地行星

如果发现在茫茫宇宙中还有一个像地球这样的行星,而且上面还有生命,那么对生活在地球上的人类来说,将是个感人兴奋的消息。

不久前,日本一些科学家成立了“日本类地行星探索计划”工作组,专门负责探索太阳系外的类地行星。倡导成立这个组织的科学家之一松原敏雄是日本国立宇宙科学研究所的研究员。他在接受新华社记者的采访时说,工作组首先要进行的工作是,寻找太阳系外究竟有没有像地球这样的行星,然后才是探测上面有没有生命存在。

现在,虽然人类没能直接观测到太阳系外的行星,这个工作组由50多名日本科学家组成。工作组的工作已经启动,目前正在制定具体的探索计划,并打算向政府申请预算,以获得国家的承认和资助。但这并没有影响世界各国的科学家对类地行星的探索。1995年,科学家们间接地证明了太阳系外有行星,即根据恒星的亮度变化证明它的附近有行星。如今,科学家证明太阳系外存在的行星数量据说已超过70颗。但是,至今谁也不敢断定,它们就是类似地球的行星,更不用说上面有无生命了。

据松原敏雄介绍,工作小组自2001年8月成立以来,已经举行了两次研讨会,确定了今后的研究目标。它们是:直接观测太阳系外的类地行星;完全测量太阳附近的大约150个星球;对大约50个天体的大气构成,特别是水和二氧化碳等进行光谱分析;对大约5个天体的生命指标,特别是氧气和甲烷等进行高灵敏度的光谱分析,并就一般天体(数百个)进行超高分辨率的观测。

关于观测手段,松原说,正在考虑的有两种,一是使用日本“H2A”火箭发射的四颗红外线探测望远镜;二是利用美国“哈勃”太空望远镜或专门的宇宙望远镜。松原认为,寻找类地行星是全人类的共同课题,日本一国难以胜任,最好是与欧美各国进行合作。

不能用望远镜来寻找类地行星

目前科学家们探索地外生命仍以地球上的生命过程为样板,设想生命诞生并繁衍应在类似地球这样的行星上。这样的类地行星特征应该是有坚硬的岩石表面,有大气层,有液态水,有适宜的温度。这样的行星应环绕一颗中年稳定的恒星,沿着近似于圆形的轨道运动,与所环绕恒星的距离适中。从整个宇宙看,生命对环境的要求是非常苛刻的。寻找太阳系外的行星系是探测太阳系外生命最基本的环节。

北京天文台的李竞认为太阳系外是否存在着类地行星,还是一个哲学观念。可以肯定地说,目前没有发现任何一个太阳系外的类地行星。我们现在可以非常清楚地知道:不能用望远镜来寻找类地行星。

20世纪初,有人开始探测太空,不是使用望远镜,而是采用分光方法。在太阳系里,木星等行星围绕太阳转动,事实上,他们是共同围绕太阳的一个共有重心转动。恒星也有一些摆动,这样就会给探测带来困难。

同时,探测太空还要受一些的因素的影响。一是地球的自转,一是太阳的自转,还有地球的公转,星星位移的变化,仪器也会发生变化。1964年,有人宣布大约离地球6光年远的地方有行星。但是,这个结果,其他天文台却无法作出来同样的结果。所以,这就存在着问题。

比如:1999年12月,英国圣安德鲁斯大学的卡梅伦博士曾宣布,他领导的小组从一颗恒星的光芒中分离出了行星反射的微弱光芒。这是科学家首次声称直接观测到太阳系外行星,因此引起了国际天文学界的广泛关注。根据卡梅伦等当时发表于英国《自然》杂志的论文,这颗行星围绕牧夫座附近的一颗恒星运转,该恒星距地球约50光年。但是后来,卡梅伦博士在英国曼彻斯特举行的国际天文学联合会大会上承认,他们进行的重复研究无法证明原先结果的可靠性,因此他怀疑该结果可能是错误的。

随着天文观测技术不断进展,寻找太阳系外行星系的观测手段已从可见光波段发展到红外波段,望远镜已从地面移到太空。20世纪80年代,红外天文兴起了。通过红外来探测,天文学家发现:不止一个恒星的周围存在着物质盘(类似土星周围的光环)。天文学家从而看到了太阳系的前身。盘上物质汇集着一个个行星。这是天文史的一个大进展。太阳系只有一个样本的哲学思想已经变成了还有其他太阳系的存在的科学依据。

20世纪90年代初的技术有了很大的进步,使得测定准确度每秒13米成为可能。于是,人们把这个新技术引入了天文领域。1994年,天文学家探测到了太阳系外的行星的存在,这个成果成为当年的十大科技成果之一。

1989年“旅行者2号”飞船飞离太阳系之前,曾回过头来给太阳系拍了一张“留恋”的照片,此时它离太阳的距离约为45亿公里。在这里太阳已只是一颗亮星而已。而水星已淹没在太阳的光芒中,火星、天王星、海王星和冥王星都很暗,包括地球在内的其它4颗行星也只是一些模糊和不模糊的光点而已。如果从其它恒星来观察我们太阳系,距离至少还要远2000倍,这时,很难分辨太阳有没有行星。

为了追寻太阳系外的行星,天文学家另辟蹊径。他们清楚:行星绕恒星公转时,由于万有引力的作用,恒星也不是完全在中心,而是在中心附近轻微地摆动,这有点像一名重量级的大胖子和一名穿上隐身衣的小姑娘跳交际舞,大胖子还是会有轻微的摆动,从他的周期性摆动,可以推测出他身旁有一名身轻如燕的隐身舞伴。天文学家使用高精度视向速度测量的光谱方法搜寻太阳系以外的行星。我们在日常生活中会发现,当高速的火车驰近时,火车的鸣叫声显得尖锐刺耳,而当火车离你而去时,就显得平和,这就是“多普勒效应”。同样道理,当恒星向我们接近时,它的光谱线就会向紫光方向偏移,当恒星离我们远去时,光谱线就会向红光偏移。这种光谱线的周期性摆动虽然微乎其微,但是瑞士日内瓦天文台还是用它于1995年在“飞马座51”这颗恒星周围发现了第一颗太阳系外行星。此后,世界各地的大望远镜都先后投入搜索的竞赛之中,至今已发现了将近80颗太阳系外行星。

李竞说,现在的问题是人们感兴趣的是太阳系外的类地行星。类地行星要具有固态的表面,要有水圈,这样,才可能会有类似地球上的生命。

这种生命应该按照生物起源的规律进行演变;从低级到高级,从高级到文明,从文明到科技文明,文明社会再发展到科技社会。只有对方有了科技的文明,地球上的人类才有可能与对方取得联系。现在发现的太阳系外行星有80个,但是没有一个是类地行星,毫不例外的都是类木行星。

目前在太阳系以外所发现的大部分行星,其体积大多类似木星,基本上因其四周多为氦气和氢气而不适宜生命生存。两颗土星般大小的行星的发现,加强了“行星犹如雪球”的理论,从小的岩石块到大尘环,围绕着它们的太阳浮动。加州柏克莱大学的马尔西教授说,“这好比我们从远处看海滩,先前我们看到的是大石头,差不多像木星大小。现在我们看到岩石,体积犹似土星或者更小。我们仍然没有能力发现像地球大的行星。这样的行星其体积应差不多是我们从远处看到沙滩的小卵石。”

21世纪的一个重大任务就是寻找太阳系外的类地行星,前景是光明的。在21世纪的头几十年,人类就会发现太阳系外的类地行星。另外,还有一个终极目标就是:寻找地外文明!但是,目前这仍停留在一种哲学观念上。

未来10年内很难发现 太阳系外类地行星?

日内瓦观象台台长米切尔·麦耶接受德国《明镜》周刊采访时说,迄今为止还没有人发现第二个太阳系,而且在今后的10年内人们也将不会发现像地球大小的太阳系外行星。

米切尔·麦耶是著名的天文学家,1995年他与同事一起在飞马座发现了围绕一颗恒星转动的行星。这是人类有史以来第一次发现太阳系外行星,从而证实了科学家多年的猜想:除了我们的太阳系拥有行星外,在宇宙中也存在行星。他因此而一举成名,被誉为“太阳系外行星之父”。所谓太阳系外行星是指在我们的太阳系外围绕一颗恒星转动的行星,由于行星不发光,因此不容易被发现。那么,是什么原因促使米切尔·麦耶强调在今后的10年内发现不了地球大小的太阳系外行星呢?

原来,天文学家曾经宣布,他们在大熊星座发现了两颗行星。媒体随即欢腾雀跃,说这是“第二个太阳系”,有的甚至说“发现了第二个地球”。麦耶等严肃认真的科学家们认为,这未免有些过分牵强。正如米切尔·麦耶所说:“根本不能说发现第二个地球。我们目前虽然拥有功能强大的观察仪器,可以发现很多太阳系外行星,但是迄今为止没有人发现第二个太阳系,更不用说第二个地球了。”据介绍,在大熊星座发现的那两颗行星,大小分别是木星的1.5倍和3/4,而且都是气态的。

我们知道,生命不可能在恒星上存在,高级生命只能在行星上存在。科学家更认为,只有在与地球大小相当的行星上才有高级生命存在的条件。而迄今为止天文学家还没有发现这样的行星。米切尔·麦耶指出目前天文学家采用的方法是,根据观察恒星受到围绕它转动的行星重力的吸引引起的轨道偏差来发现行星。现在的技术水平只能观察到每秒3米以上的轨道偏差,而地球大小的行星引起的轨道偏差在每秒8厘米的量级。不过,麦耶教授并不悲观,他说,美国航天局预定在2010年左右发射TPF(“陆地行星发现者”)天文望远镜,该望远镜能直接观察50光年距离内的行星。依照麦耶教授的说法,有了天文望远镜的帮助,科学家也许要10年到15年后才能发现地球大小的太阳系外行星。那时人们就可以研究太阳系外行星上到底有无高级生命了。
1988年,美国和前苏联在地球轨道上同时发现了一颗来历不明的卫星。起初,前苏联以为这颗卫星是美国发射的,是美国“星球大战”的卫星。而美国则以为是前苏联发射的。后来,美苏双方经过外交途径进行接触和讨论,才明白这颗卫星来自第三者。那么这第三者是谁呢?美苏双方对地球上有发射卫星能力的国家,如法国、德国、日本、中国等进行了一番调查,这些国家都表示没有发射过这颗卫星。

这颗巨大的卫星,外观像钻石,表面有强磁场保护。据观测,这颗卫星上有极为先进的探测仪器,似乎可以分析和扫描地球上的每一样东西,包括所有生物在内。在这颗卫星上,还装有强大的发报设备,可以把收集到的材料发射到遥远的太空中去。前苏联宇航科学家马斯。捷诺华博士分析,这颗卫星可能来自其他星系上的某颗星体。美国政府对此保持沉默,但却承认它的存在。因为这颗神秘卫星对地球构成了重大威胁,所以他们不愿公开此事。

据说,美国和前苏联都想派航天飞机或宇宙飞船接近这颗卫星,以便尽快查明它的来历。1989年,马斯·捷诺华博士在日内瓦的一次记者招待会上披露了这件事之后,世界上已有200多位科学家表示愿意协助调查这颗卫星。

法国天文学家佐治。米拉博士说:“我深信这颗我们从未见过的卫星来自另一个世界。迹象表明,这颗卫星是旅行了很长时间才来到我们地球的。据初步估计,它大概已有5万年的历史了。”

既然如此,人们很想知道这颗巨大的卫星来自何方?是谁制造了它?它到我们地球来干什么?这都是留给科学家们的艰巨课题。十五、字宙中还有另外的地球

有天文学家在1999年7月1日出版的著名科学杂志《自然》中撰文称,在遥远的宇宙边缘,存在着一些不为人知的与地球环境相似的行星,它们被称为“失落的世界”。

科学家们相信,这些行星在太阳系形成初期被据出太阳系,从而成为宇宙中的游魂野鬼。它们的气候暖和而且湿度充足,足以支持生命的存在。

美国加州技术学院行星科学家史蒂文森表示,尽管这些地球的“孪生兄弟”没有像太阳那样的恒星为它们提供热力,但它们的表面很可能有厚厚的氢气层,氢气层中蕴藏着由行星天然放射作用所发出的热量,并使这些微热得以长期保存。

史蒂文森说,这些“被逐者”从太阳系形成过程中所获取的热能,即使经过几百亿年也不会冷却。

史蒂文森强调,科学家们的这一新发现并不是简单的推想,而是有一套完整的理论体系。早在数十年前,天文学家们就认为星际空间存在“被逐”的天体,这些天体是太阳系产生时的“副产品”。

在太阳系形成时期,与地球质量大致相同的天体被认为往两种方向发展,一是撞入像木星那样的大行星,二是被更大的行星的万有引力弹射人太空。

史蒂文森关注的是那些被大行星的万有引力拉入太空的天体,这些天体是在数百万年前被摒出太阳系的,也就是在太阳系于大约45亿年前合并之后。

因为在太阳系形成过程中的那一阶段,太空中很可能充满了氢。因此,被释放的行星就可能被氢包围,从而使它们能保留大致与地表相同的温度,甚至使它们也有海洋存在。

如果没有阳光,像地球这样的行星内部的放射活动就会使温度只上升到绝对零度之上一点,但是厚厚的氢气层却能防止内热逃逸,从而使被“放逐”的行星保持温暖舒适。

液态的水被认为是与地球生命类似的生物存在所应有的条件,但不是绝对条件。史蒂文森说,那些“被逐”天体上面也可能有火山及闪电,从而使其表面温度可以支持生命,并维持生命长久存在。此外,在这些行星的大气层中,除氢以外还很可能含有甲烷和阿摩尼亚。这一切与40亿年前地球开始有生命的环境相似。

不过,史蒂文森指出,由于这些星球获得的能量只等于地球的1/5000,因此就算有生物存在,它们也是较为低等的。

史蒂文森这样描绘这些星球上的景象:“那里并不完全是冰冷黑暗的世界,频繁的火山爆发所喷出的红色岩浆使整个大地呈暗红色,而天空中则布满氢云,你在这里可能看不到美丽的星空。”

“失落的世界”理论问世后,引起了极大的争议,因为史蒂文森的论点目前基本上不能得到证实。那些遥远的孤星如果存在的话,也只能发出极少的放射热能或无线电波,以目前的技术而言,地球上的科学家根本无法观察到它们。

寻找与地球类似的行星是人类探索外星生命的重要课题。过去10年间,天文学家一直是通过观察恒星的摇摆特征去发现其周围环绕的未知行星。用这一传统方法,人们发现了160多颗类地行星。但由于技术的限制,这样发现的类地行星往往较大,其中最小的行星质量也大约是地球的7.5倍。其中绝大多数都是像木星那样的巨大气体星球,根本不可

能像地球一样有生命存在。而那些与地球体积相似的行星都是围绕衰亡的中子星运转的。

“‘重力微透镜’技术为我们打开了一片新视野。”参与此次研究的美国圣母大学大卫·班尼特教授激动地指出,该技术最大优点就是能通过稀少的信号探测到低质量行星,因此它也为探测到更多的系外类地行星带来了希望。

英国圣安德鲁大学的RoboNet系外行星观测组织负责人基思·霍恩教授更是乐观的预测,新发现的OGLE-2005-BLG-390Lb只是他们通过“重力微透镜”技术发现的第三颗类地行星,但却与地球如此类似。因此在茫茫宇宙中,找到与地球环境非常接近并孕育生命的星球的可能性,也大大增加了。

“我们对这个新发现非常激动。它不仅仅进一步证明新观测技术的实用性,而且证明了类地小行星其实非常常见。”霍恩说,“我打赌到2010年,我们就能发现一颗和地球环境非常接近的行星……外星生命?也许再找10年就能发现了。”
科学与生活》杂志近日撰文披露,美国的研究人员现在正依靠计算机验证达尔文的进化论,而这种尝试在以前根本就是难以想像的。数字生物研究为我们提供了观察几百万代生物随机突变和自然选择的可能,数字生物的进化过程为我们回答某些重大进化问题提供了诸多启迪。

“生活”在计算机中的生物

数字生物的繁殖速度比普通细菌的繁殖要快成千上万倍,这一事实为解开有关进化的一些未解之谜提供了新的思路。

如果想看看外星生物是什么样子的,你不用到土星的卫星上去,你只需要乘飞机到美国密歇根州的东兰辛去一趟就能满足愿望了。

东兰辛的外星生物不是由碳水化合物构成的,它们身上没有DNA。在密歇根州立大学的植物与土壤科学大楼中,几十亿这样的生物正静静地生活在200多台计算机中。要想对它们的世界有所了解,你得到几个街区以外的威尔森大街去参观一下工程系的数字进化实验室。在这里,你会看到许多计算机科学家、生物学家,甚至还能看到一两位哲学家。他们一个个都盯着计算机的显示器,正在观察那些奇异新生物的进化情况。

这些生物就是数字生物,和计算机病毒一样,它们是一系列命令,每一个生物都能在几分钟之内复制出好几万个。然而,和计算机病毒不同的是,它们是由二进制数字构成的,能以和DNA突变相同的方式产生突变。通过一个被称为“阿韦达”的软件程序,研究人员可以从显示器上观察到一代代数字生物从出生到死亡的生命过程。

经过十多年的发展,阿韦达数字生物已经非常接近真正意义上的生物了。 数字生物做得相当出色的一个方面是进化。“阿韦达并不是在模拟进化,它确实是在进化,”密歇根州立大学哲学家、阿韦达研究小组成员皮诺克说,“达尔文进化过程的几个核心部分它一个不少。它们复制、突变,相互之间也有竞争,自然选择过程在这里都可以找到。”

用谈论樱桃树或海豚等动植物的方式谈论计算机编码,听起来似乎很奇怪。但是,生物学家对生命的思考越多,这个问题就显得越有意义。计算机程序和DNA都是发出命令的装置,计算机程序告诉计算机如何处理信息、DNA告诉细胞如何聚合蛋白质。

克里斯·阿达米是数字进化实验室主任奥弗利亚在加利福尼亚大学上学时的导师。20世纪90年代末,他开始通过计算机制造一些低级数字生物,并定期给它们输入数字。最初,它们没有任何反应,但是数字生物每复制一次,其指令链上的某个指令就有一次产生突变的机会。有时,这些突变会使生物体以同样简单的方式加工其中的某个数字,例如某个生物体可能会生成阅读某个数字和生产相同数字的能力。

在前往密歇根州的一次旅行中,阿达米认识了研究细菌进化的微生物学家理查德·伦斯基,后来,阿达米寄给伦斯基一套阿韦达软件,让他自己做试验。在一个星期五,伦斯基把阿达米程序装到计算机上,开始了对数字世界的创造。到了星期一,他完全被这个新世界吸引住了,于是,他暂时关闭了自己的实验室,全身心投入到对阿韦达的研究之中。

这一试验也是伦斯基自身研究项目的一个写照,他的研究始于1988年,是目前投入时间最长的进化研究。他最早是由一种细菌——大肠杆菌入手的,细菌培养在一种营养贫乏的葡萄糖中。从大肠杆菌的后代身上,他发现了12个不同的菌落。他的发现为生物的最新进化方式提供了动因。在过去17年中,这些菌落已经经历了3.5万代。在这一进化过程中,它们实实在在地体现了自然选择的真实性。所有12个菌落的进化程度都相当高,复制程度几乎都是它们祖先的两倍。同时,细菌细胞的体积也增长了一倍。令人感到惊奇的是,这些变化经历的并不是一个平缓的线状过程。相反,每个菌落的进化都具有突然性,它们经过了千百代的微小变化,也经历了更多的突发性进化。

阿韦达数字生物的进化也具有相同模式。于是,伦斯基为他的菌落建立了数字进化模型,并由此开始了对数字菌落的研究。他一直都对阿韦达的适应性和进化速度惊叹不已,利用数字生物的这些特性,他不仅只需在键盘上按几下就能改变试验条件,而且他还能使每个生物的每次突变都自动记录下来。

阿韦达科研小组现在正依靠这一新式武器验证达尔文的进化论,这种事在以前根本就是难以想像的。现代进化生物学家有大量化石可供研究,他们也可以用现有物种的生化和基因机制与人进行比较,但是,他们看不到每一代以及每一个基因的进化过程,例如鸟是如何从它的祖先——两条腿的恐龙那里进化而来的。而阿韦达数字生物则不然,它为我们提供了观察几百万代数字生物随机突变和自然选择的可能。数字生物的进化过程为我们回答某些重大进化问题提供了诸多启迪。

为何要优化

人类社会之所以存在,靠的是每个人的奉献和人与人之间的相互合作,但这并不足以使我们与其他动物区别开来。以伦斯基和他的同事研究的一种被称为黄粘球菌的细菌为例,它们总是集体行动,结成10万之众的庞大团队,像狼追逐鹿一样捕猎大肠杆菌。它们通过喷吐抗生素来杀死猎物,并喷吐出消化酶使大肠杆菌裂开,然后便会对着那些尸体饱餐一顿。如果黄粘球菌群感觉到没有猎物可以捕杀,它们就聚集在一起形成一个柄。在柄的最顶端,细菌变成了孢子。

这种合作形式让人感到困惑,因为合作可能遭到“骗子”的破坏。一些细菌可能会不劳而获,它们吃同伴杀死的猎物,却为了节省能量而不喷出抗生素或酶。还可能有些细菌只以某种方式进化,以保证自己最后总能变成孢子,而不是成为留在死柄上的牺牲品。这种情况并非理论上的假设,伦斯基和他的同事在进化试验中发现了这样的“骗子”。

阿韦达研究组现在正准备创造新命令,以揭开生物合作的谜题。新命令将使生物体能相互交换信息,“一旦让它们之间有了交流,我们就能使它们合作起来解决进化问题吗?”奥弗利亚表示了自己的疑惑,“我们可以建立一种信息经济,在这种体制下,生物体要向服务于自己的另一个生物体提供报偿。”

奥弗利亚认为,如果数字生物能够合作,它们有可能解决真实世界的计算问题,因为它们的合作形式和黄粘球菌群袭击猎物的方式是一样。奥弗利亚说:“我认为我们能够解决更加复杂的问题,因为我们不需要知道如何使这些生物分解开来,它们必须自己算出结果。我们将使许多计算的面孔发生真正的改变。”

寻找新的生命存在方式

地球生命赖以生存的基础是DNA,但我们也并不能排除如下可能,即生命也可以由完全不同的分子系统进化而来。这又为目前的寻找外星生命工作提出了难题。为寻找外星生命,美国航空航天局投入了大量资金,不但向火星发射了飞船,还制造了能用于观察遥远太阳系的望远镜。他们一直在寻找与地球生命类似的生命迹象,还有人在寻找DNA或细胞壁的片段。但是,如果那里有不是基于DNA而存在的生命,我们便会对其视而不见,因为这样的生命不符合我们的预想。

加州理工学院克里斯·阿达米实验室的埃文·多恩说:“我们能看到已知生命形式是如何在它们的环境中留下痕迹的,但我们永远不会对整个宇宙的生物做出任何描述,因为我们只有一个例证。”

多恩说,阿韦达数字生命算是第二个例证。他认为,通过寻找地球生命和数字生命的共有模式,他们有可能为寻找外星生命提供某些思路。

有研究者提出,寻找生命迹象的最好方式是寻找超自然的化学现象,生命的进化过程是由某些大氨基酸构筑的。但多恩说:“在没有生命的地方,化学现象有一定的局限性。”

但如果另一个星球上的生命制造的是与氨基酸完全不同的物质,那又将会是一种什么样的情形呢?这样的物质会以与氨基酸相同的方式改变那个星球的化学现象吗?为验证这种假定,多恩制造了一个没有生命的世界。在这个世界中,每个细胞都不含有自我复制程序,但都包含化合物的随机组合程序。在阿韦达语言中,所有化合物都以相同的水平出现,这个世界具有无生命星球的特征。

然后,就像孢子降临地球一样,多恩开始往这个世界中投放生物体。在试验初期他设定了很高的突变率,所以星球上孢子的复制时间都不是很长。随后,他把突变率降了下来,直到生命能够生存。

多恩发现,在数字生物进化和适应这个世界时,一些命令变得难觅踪迹,而另一些则变得越来越常见。只要这个世界上有生命存在,这种鲜明的特点就会一直保持下去。还有,不管多恩将这个试验重复多少遍,都会出现相同的生命特征。不管试验中我们的操作对象是氨基酸还是计算机命令,似乎生命都能留下相同的标记。多恩说:“我们似乎可以从中得出这样的结论,即这样的生命过程具有普遍性。”

生命的适应性无人阻挡

生命的特征之一是,在我们竭力想控制它的时候,它依然具有进化的能力。例如,抗生素就曾一度被认为是根除传染病的法宝。可仅仅在几十年的过程中,细菌已经进化出了一个防御武器库,使许多抗生素失去了作用。

奥弗利亚发现,数字生命还具有让其上当受骗的能力。不久前,他想看看如果使数字生物失去了适应性将会发生什么。每当一个生物体发生突变时,他就会对其进行一次特别检验,看是否是有益突变。如果是有益突变,他就会杀死这个生物体。他说:“你可能会认为,这样做会阻断任何适应性进化。”但事实并非如此,数字生物继续保持了它们的进化过程。它们学会了用新的方式处理信息,并且复制得更快了。过了很长一段时间,奥弗利亚才意识到它们在欺骗他。它们已经进化出了一种本事,通过观察奥弗利亚给它们喂食的数字就能知道他什么时候要对它们进行检测。一旦它们意识到将要接受检测,它们就会停止对数字的处理。奥弗利亚说:“如果是一次环境检测,它们便说:‘我们装死。’因为不装死它们就会丧命,所以它们要避免死亡,延续自己的生命。”

当奥弗利亚叙述这一进化奇迹时,语气中充满了敬佩与无奈:“我敢说阿韦达是个了不起的系统,在这里你可以运用自己的所有知识、可以控制任何你想控制的东西,但是我无法阻止生物的适应性。生命总是能为自己找到出路的。”

一想到在密歇根州立大学的校园中藏匿着这样一群以数据为食、适应性极强的生物,总会让人感到一丝不安。阿韦达研究组的工作应该在隔离状态下进行吗?伦斯基认为,阿韦达研究项目本身就是一个与世隔绝的环境,因为那里的生物只能在计算机语言中生存。他说:“它们生活在一个完全不同的世界中,它们可能是来自火星的掠食者,但在这里它们终将死亡。”此外,奥弗利亚还承认,有害的计算机病毒可能最终会像这些笼中的数字生物一样产生进化功能。他说:“总有一天会发生这种事情,那将是相当可怕的一种情形,看来我们需要加紧研究、及早找到应对之策。”

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