曾國平

令人鼓舞的類地行星

難以想像的兩個(gè)討厭的地方。其一，在大熊星座，環(huán)繞恒星大熊47運(yùn)行的一顆行星，離地球200萬億千米(34光年)，其質(zhì)量至少是太陽系最大行星木星的25倍，像木星一樣，它可能主要由毒氣組成，有時(shí)卷起足以吞噬地球的大颶風(fēng)；其二，處女星座環(huán)繞處女70的一顆行星(有些科學(xué)家認(rèn)為它是一顆褐色的矮星)，同樣離地球約有200萬億千米，質(zhì)量超過木星的6倍，氣候尤為惡劣。

它們是1995年12月由舊金山州立大學(xué)天文學(xué)家杰弗里·馬西和保羅·巴特勒發(fā)現(xiàn)的。兩個(gè)類似地球的行星似乎都不宜居住，但仍然是第一手具體有形的證據(jù)，說明地球及其各種生命形式在宇宙間可能不是獨(dú)一無二的。這兩顆行星都能保存液態(tài)水，生物學(xué)家們說，這是生命存在的先決條件。

兩顆新發(fā)現(xiàn)的類地行星不一定存在生命。盡管它們荒涼貧瘠，但它們的特定存在都是天文學(xué)上一種令人鼓舞的事情。也許最重要的是，環(huán)繞與太陽近似的恒星運(yùn)行的一些行星的發(fā)現(xiàn)，意味著我們的星系，即擁有超過1000億顆恒星的銀河系，可能在某處忽然出現(xiàn)存在生命的其他類地天體。

如果這樣，那我們找到類地行星就為期不遠(yuǎn)了。科學(xué)家們正在熱切地等候著“紅外觀察衛(wèi)星(ISO)”的探測結(jié)果，這是新近入軌繞地飛行的歐洲衛(wèi)星，能夠探測遙遠(yuǎn)行星微弱的熱輻射。美國航空航天局發(fā)起了“起源工程”，目的是了解行星的起源。

泄 漏 天 機(jī)

在強(qiáng)光眩目的恒星背景里測知行星，就像在1000億瓦的聚光燈旁邊尋找100瓦的燈泡。而天文學(xué)家們通過行星對其母星軌道的細(xì)微影響來找行星要容易得多。正如太陽按自己軌道運(yùn)行時(shí)也受到地球的牽引，其光波被壓縮，然后又舒展，導(dǎo)致其色彩由藍(lán)到紅的細(xì)微變化。這種變化，就是眾所周知的多普勒偏移，可用分光儀來測量。

在加州硅谷山頭的伯利克天文臺(tái)，馬西和巴特勒使用了世界上最靈敏的分光儀，到1994年4月，他們確信已處于發(fā)現(xiàn)新行星的有利位置。

1995年10月，消息傳來，瑞士日內(nèi)瓦天文臺(tái)的米歇爾·梅厄和迪迪耶·凱洛茲探測到了環(huán)繞恒星飛馬51的一顆行星，位于離地球42光年的飛馬星座。

馬西和巴特勒用自己的望遠(yuǎn)鏡證實(shí)了瑞士小組的發(fā)現(xiàn)，然后加快了工作速度，決心至少要成為找到環(huán)繞太陽類恒星的行星的第二個(gè)小組。他們向伯利克天文臺(tái)的同事們爭取到望遠(yuǎn)鏡的使用時(shí)間，借到價(jià)值10萬美元的電子計(jì)算機(jī)設(shè)備，處理他們觀察的120顆恒星的潮涌般的數(shù)據(jù)。

兩個(gè)月后，他們分析了所觀測的半數(shù)的恒星，12月30日上午，巴特勒去辦公室驗(yàn)核計(jì)算機(jī)的工作進(jìn)程。“我一看見機(jī)器吐出來的數(shù)據(jù)，撒腿就跑?！彼f。這是環(huán)繞處女70的行星泄漏天機(jī)的信號曲。

淡藍(lán)色的圓點(diǎn)

找到任何行星都很高興的同時(shí)，華盛頓卡內(nèi)基大學(xué)天體物理學(xué)家艾倫博士說：“最喚起激情和長期夢寐以求的，是找到一顆太陽系外的能維持生命的行星?！边@恰恰是NASA長官丹尼爾·戈?duì)柖∫蟆捌鹪垂こ獭弊龅氖虑椋捍_定太陽系外類似地球的行星的位置，拍攝到它們的照片。

天文學(xué)家們認(rèn)為，找到這些距離遙遠(yuǎn)而信號微弱的天體的最佳途徑，是利用帶有足球場大的反射鏡的太空望遠(yuǎn)鏡，可這么龐大的望遠(yuǎn)鏡超出了現(xiàn)行技術(shù)能力。變通的辦法是應(yīng)用多個(gè)大范圍分散的較小繞地望遠(yuǎn)鏡，再利用電子技術(shù)對它們的光線進(jìn)行組合，模擬出一個(gè)大望遠(yuǎn)鏡的觀測效果。

NASA計(jì)劃在2010年發(fā)射“行星尋找者”，一個(gè)安裝許多90厘米～180厘米反射鏡的展開后90多米的望遠(yuǎn)鏡，環(huán)繞木星飛行，那里，太陽系的雜物開始稀少。該望遠(yuǎn)鏡能讓科學(xué)家們從回射給地面控制員的圖像里鑒定出顯示類地星的淡藍(lán)色圓點(diǎn)。隨后他們就可分析這種行星上維持生命的大氣，如臭氧、氫和二氧化碳。

如果其他星系確有類地星體，NASA生物學(xué)家邁克爾·邁耶說，至少有的會(huì)處于“適于居住帶”。這種生物帶，取決于行星與其恒星的距離，那里的水必定是液態(tài)而非固態(tài)或氣態(tài)?！坝欣那樾问?，”他說，“如果我們太陽系具有代表性，那么，存在生物帶行星的概率達(dá)50％。”

關(guān)鍵是要有液態(tài)水，NASA生物化學(xué)家戴維·馬雷說，因?yàn)樗抢硐朊劫|(zhì)，各種碳基有機(jī)物可以溶解其中，并以無數(shù)的方式反應(yīng)作用。為什么是碳?“因?yàn)?，”馬雷說，“它能組成難以計(jì)數(shù)的絡(luò)合物，它還是第四豐富的宇宙元素?！币恍┛茖W(xué)家確信，生命的基本結(jié)構(gòu)單元能由太空降臨地球，那這種事情也可能在別的地方發(fā)生。

聆聽太空的耳朵

任何外星生命都會(huì)讓生物學(xué)家們驚喜不已，而對智慧生命的期望又激發(fā)了無數(shù)人的想像。

從20世紀(jì)60年代開始，世界各地就有一些天文學(xué)家獻(xiàn)身于搜尋地球外智慧生命(SETI)的工作，并受到鼓勵(lì)和贊助。他們的探索依據(jù)一直是這樣的一種假設(shè)：太陽系外存在一些行星，這些行星上可能存在生物，其智力足可發(fā)射穿越浩瀚太空的無線電信號。自從行星存在的猜想被證實(shí)后，對于生命之音的搜尋似乎也不再是幻想了。

如果遙遠(yuǎn)的地球外智慧生物試圖接觸我們，首先收到信息的也許是波士頓西北50千米寧靜的鄉(xiāng)間，那里，一個(gè)直徑25米的碟形天線對著天空，聆聽著宇宙的低吟細(xì)語。它是SETI艱難嘗試中最大最有雄心的射電望遠(yuǎn)鏡。隨著地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)地外檢測望遠(yuǎn)鏡(BETA)每天掃過大截面的一圈宇宙區(qū)域，逐圈加大與地平線的夾角，增加一個(gè)定值的小角。收到的無線電電波被讀入一臺(tái)巨型計(jì)算機(jī)，分辨和揚(yáng)棄宇宙無線電“異常聲音”。

一旦BETA探測到符合程序設(shè)計(jì)的非自然信號，射電望遠(yuǎn)鏡就會(huì)放棄固定位置，自動(dòng)轉(zhuǎn)移，對剛掃描過的太空重新探測一遍；如果異常信號又出現(xiàn)在同一方位，計(jì)算機(jī)就給監(jiān)控科學(xué)家們發(fā)出電子郵件。

BETA主任，哈佛物理學(xué)家保羅說：“宇宙間有否智慧生物?我的答案是肯定的。我們的星系有否智慧生物?可能性很大?！辈贿^，保羅是現(xiàn)實(shí)的，“問題是，我們是按我們估計(jì)的波長和我們探測得到的功率級來接受星際無線電波的。”所以，他承認(rèn)，“存在很大的偶然性?！彪m然天文學(xué)家們越來越覺得可以證明宇宙間存在適于生物的天體，但生物化學(xué)的一次次進(jìn)步又使生命產(chǎn)生很大的神秘性。傳統(tǒng)上，生物學(xué)家們認(rèn)為生命是一種偶然現(xiàn)象——一系列相互聯(lián)系的分子的概率極小的巧合，進(jìn)化選擇是盲目的，種族發(fā)生的路徑僅僅是可能性王國里隨意漫步留下的痕跡。如果這是對的，那么，人們對于包括意識和智慧的更復(fù)雜的體系，就沒有天生的求解沖動(dòng)了。

但是，持相反觀念的人們正在獲得力量。復(fù)雜性可能是組織過程的本能浮現(xiàn)，如果物質(zhì)和能量具有內(nèi)在的放大和系統(tǒng)有機(jī)化的傾向，那么，生命以及隨后的智慧進(jìn)化的阻力會(huì)大為減小。

對于尋求實(shí)體存在之下更深層意義的人們，種種形式的地外生命的出現(xiàn)會(huì)提供可觀的幫助。它意味著，至少在我們意識和智慧類復(fù)雜體系的觀念上，我們是生活在越來越好的宇宙里。

尋找行星的天文學(xué)家們的聲勢正高，保羅·巴特勒說：“很快，我們會(huì)在太陽系外發(fā)現(xiàn)比太陽系內(nèi)多得多的行星?！边@樣，對于人類在宇宙中的位置，我們將更加接近解答由來已久的問題：我們孤獨(dú)嗎?