搜尋系外行星和生命,天文學家有多努力?
天文學可以說是最古老的自然學科。原因不難理解,因為所有人都會在晚上天空晴朗的時候仰望星空,思考星星為什麼眨眼睛,星星從哪裡來,宇宙有沒有像我們這樣的生命,宇宙到底有多大。
第十二期理解未來講座上,清華大學天體物理研究所所長、中科院國家天文台星系和宇宙學部主任毛淑德甫一開口便勾起了台下所有人的好奇心。12月26日下午,中科院物理所大報告廳座無虛席。未來論壇的老朋友——中科院物理所於淥老師、中科院高能物理研究所張雙南老師和中科院國家天文台陳學雷老師作為討論嘉賓也來到了本次講座。
天文學家們為何要搜尋系外行星和生命以及如何尋找或許是我們最關心的問題。在很多人看來,天文學的研究或許註定是一個孤獨的旅程,不知道研究方法是否正確,不知道要花費多少時間,甚至不知道最後能不能找到答案。但他們卻很享受這樣的純粹和遼闊。在毛淑德的演講中,神秘而看似枯燥的天文學是生動而有趣的。
「搜尋系外行星的方式有很多種,其中視向速度法、凌星法、直接成像法、微引力透視法是主要的幾種方法。到現在為止發現兩千多個系外行星的確認表明:第一,系外行星系統普遍存在;第二,行星起源涉及了碰撞、氣體吸積、遷移等多個過程,許多問題還懸而未決;第三,行星的動力學演化可以形成共振、橢圓軌道,甚至混沌和不穩定現象;第四,各種互相競爭的物理過程造成了豐富多彩的系外行星系統。這也是我們為什麼要研究系外行星系統的根本原因——我們想理解其中很多的物理過程。」
其中,微引力透視法就是由毛淑德率先提出來的。「當時是出於好奇心。這是我做博士時的研究,因為數學上非常簡單很快就做出來,三個星期就寫出了文章,是我這輩子寫文章最快的一次。當時審稿的意見認為這種方法是天方夜譚,根本不可能實現。後來證明審稿人太悲觀了,現在用這種方法發現了很多系外行星。宇宙給我們的多樣性超過天文學家的想像。發現系外行星就有可能找到系外生命,如果真的發現了外星人,這將是現代科學史上最重要的發現。因為我們在宇宙中就不再孤獨,有一個兄弟是非常好的感覺。」
1950年,諾貝爾獎獲得者、物理學家費米在討論飛碟及外星人的問題時曾提出過一個著名的疑問:「他們都在哪兒呢?」事實上,自從人們知道了地球不是宇宙的中心,就開始猜測有地外文明的存在。隨著現代天文學的日益發展,更多的人開始接受這樣的觀點:宇宙中的天體數目如此龐大,其中幾乎不可能沒有適合生命生存的另一個天體。對地外文明的研究早已不是人們傳說的神話故事,而成為一門嚴肅的科學。
此時此刻,無數精密的望遠鏡一遍遍環視太空,一台又一台探測器奔赴宇宙深處,而對系外生命的探索,也成為當代科技最大的挑戰之一。人類正以全新的角度重新凝視這個已經存在了幾百億年的宇宙。20年多來,天文學家們的發現足以使我們重新審視與宇宙的關係,但卻難以排解一直以來的疑問:人類在宇宙中是孤獨的嗎?宇宙中有沒有外星人?在當天的講座中,這也成為聽眾提問最多的問題。
「今年在夏威夷開天文學大會的時候,有一個外國人採訪我,問我有沒有外星人?我說有,但是我們不能和他建立通訊,原因是人類在地球上不夠自律,外星人在他的星球也不夠自律,以至於文明存在時間不夠長。要使得我們將來能夠和外星人建立友好的通訊,我覺得前提是要使得我們的文明在地球上要延續,而按照今天的發展趨勢大概只能延續幾百年就結束了。所以我們有充分的理由憂慮今天的情況。所謂沒有近憂者必有遠慮,不把今天地球上的事情想清楚,將來和外星人的通訊就做不到。」張雙南肯定了外星生命的存在,但也表達了對人類自身命運的擔心。
「天文學家研究浩瀚宇宙的同時,確實感到人類非常偉大,因為我們能夠了解很多宇宙當中的奧秘。相信在系外生命問題上,近20、30年會有一個比較好的答案。」毛淑德說道。
本次的理解未來講座是今年的最後一期。一年中,人工智慧、基因篩查、大數據、精準醫療等等當今最前沿的科技話題紛紛在講座中呈現,理解未來講座已經成為當今科學傳播領域一道不可或缺的風景,正在啟發和激勵著越來越多青少年對科學的興趣。講座中,滬江在線進行了網路直播,來自20所不同地區小學校的孩子們得以同步聆聽到來自科學家們的聲音。讓社會與民族的未來擁抱未來,future for the future,或許就是理解未來講座乃至未來論壇最重要的意義所在。
至此,2015年理解未來系列講座完美收官。明年,將有更精彩的未來在前方張開雙臂。
我們等你。
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