江曉原

“發(fā)現(xiàn)另一個(gè)地球”是什么意思？

當(dāng)媒體使用“發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)地球”或“地球2.0”這樣的措辭時(shí)，在普通公眾心目中喚起的想象，通常是這樣的：天文學(xué)家在某處找到了一顆行星，那顆行星上的環(huán)境和地球相當(dāng)類(lèi)似，比如有大氣層，有液態(tài)水，有和地球上相似的四季和溫度，有距離遠(yuǎn)近合適的恒星作為它的太陽(yáng)……

但在想象這種前景之前，我們必須先搞清楚，“發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)地球”到底是什么意思。是我們聽(tīng)到這個(gè)說(shuō)法時(shí)通常想象的意思嗎？

尋找類(lèi)地行星的事情，其實(shí)一直有天文學(xué)家在做，也時(shí)不時(shí)要想辦法在媒體上說(shuō)一說(shuō)。這次是NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）高調(diào)宣布的，它的“開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡”發(fā)現(xiàn)了一顆類(lèi)地行星，NASA把它命名為“開(kāi)普勒452b”。按照最近公布的數(shù)據(jù)，“開(kāi)普勒452b”年齡約60億歲，公轉(zhuǎn)周期385天，質(zhì)量“可能是地球的5倍”，據(jù)說(shuō)它的“與地球相似指數(shù)”高達(dá)0.98。

但是，千萬(wàn)不能輕易相信這些看起來(lái)頭頭是道的數(shù)據(jù)，也不要因?yàn)樗鼈兪荖ASA公布的就頂禮膜拜，因?yàn)檫€有一個(gè)致命的數(shù)據(jù)不聲不響地夾在中間。我一聽(tīng)說(shuō)這次“發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)地球”，首先就找這個(gè)數(shù)據(jù)：“開(kāi)普勒452b”離地球多遠(yuǎn)？目前的數(shù)據(jù)是——1 400光年。

先回顧一下冥王星的故事吧

1 400光年意味著什么？正巧最近冥王星也非常熱——盡管在物理上它是一顆“極度深寒”的星球，那我們就拿冥王星的故事當(dāng)作標(biāo)尺來(lái)用用吧。

1 400年，就是說(shuō)以光速（每秒30萬(wàn)千米）運(yùn)行，需要1 400年。而冥王星作為太陽(yáng)系較為邊遠(yuǎn)的天體，它離太陽(yáng)的距離，以光速運(yùn)行大約需要5.5個(gè)小時(shí)。這里就需要上算術(shù)課了：1 400年 = 365×24×1 400 = 12 264 000小時(shí)，也就是說(shuō)，“開(kāi)普勒452b”離地球的距離，是冥王星離太陽(yáng)距離的12 264 000÷5.5≈2 229 818倍，或者更粗略些說(shuō)，“開(kāi)普勒452b”離我們的距離是冥王星離我們距離的200多萬(wàn)倍。

考慮到冥王星到太陽(yáng)的距離是地球到太陽(yáng)平均距離的大約40倍，在談?wù)摗伴_(kāi)普勒452b”和我們的距離，或冥王星和我們的距離時(shí)，為了方便，我們其實(shí)已經(jīng)可以忽略地球和太陽(yáng)之間的平均距離（1個(gè)天文單位）。這樣我們就知道，如果說(shuō)“開(kāi)普勒452b”是地球在遠(yuǎn)方的“大堂兄”或“大表哥”，則冥王星簡(jiǎn)直就像和我們緊挨著的近鄰。

那么我們就來(lái)看一看，對(duì)于冥王星這個(gè)緊挨著的近鄰，我們究竟知道了多少。

通常我們關(guān)注某顆行星，特別重要的是它的這幾個(gè)參數(shù)：尺度、質(zhì)量、公轉(zhuǎn)周期、與地球的距離。

冥王星是1930年被發(fā)現(xiàn)的，1980年出版的《中國(guó)大百科全書(shū)·天文卷》告訴我們，冥王星的尺度“至今仍未定準(zhǔn)”，最初定為6 400千米，后來(lái)給出的下限是2 000千米，當(dāng)時(shí)常采用2 700千米的說(shuō)法。現(xiàn)在較新的數(shù)據(jù)是2 370千米，前后相差2.7倍。

冥王星的質(zhì)量，在1971年以前被定為0.8地球質(zhì)量，但到1978年被確定為0.002 4地球質(zhì)量，前后相差約333倍。

只有冥王星的公轉(zhuǎn)周期，前后說(shuō)法相當(dāng)一致，約248年。但要注意，從冥王星被發(fā)現(xiàn)迄今，它只運(yùn)行了公轉(zhuǎn)周期的三分之一，天文學(xué)家還沒(méi)有見(jiàn)證它繞著太陽(yáng)走完一圈，所以修正的余地仍然存在。

我們對(duì)冥王星的探測(cè)已經(jīng)超過(guò)85年，2015年7月14日，“新地平線號(hào)”探測(cè)器已經(jīng)從冥王星身邊掠過(guò)，但我們對(duì)這顆“骯臟的冰球”所知仍然極為有限。想一想，對(duì)于比冥王星更遙遠(yuǎn)200多萬(wàn)倍的“開(kāi)普勒452b”，天文學(xué)家能知道多少？他們有多大的依據(jù)可以斷定這是“另一個(gè)地球”？

另外，NASA又是用什么手段“發(fā)現(xiàn)”了“開(kāi)普勒452b”的呢？聽(tīng)起來(lái)也玄得很，他們的方法是“凌星法”?！傲栊欠ā北緛?lái)并不玄，比如當(dāng)金星運(yùn)行在地球和太陽(yáng)之間時(shí)，有時(shí)會(huì)在日面上呈現(xiàn)一個(gè)微小的黑點(diǎn)，這就是所謂的“金星凌日”。但是對(duì)于一個(gè)比冥王星還要遙遠(yuǎn)200多萬(wàn)倍的恒星來(lái)說(shuō)，是不可能有“日面”的——它無(wú)論在多大的望遠(yuǎn)鏡中都只能呈現(xiàn)為一個(gè)光點(diǎn)，這種情況下有行星“凌日”能讓我們“看見(jiàn)”什么呢？據(jù)說(shuō)這會(huì)導(dǎo)致望遠(yuǎn)鏡中那顆恒星的亮度出現(xiàn)極為微弱的變化，NASA的科學(xué)家就是根據(jù)這一點(diǎn)“發(fā)現(xiàn)”了“另一個(gè)地球”的，這究竟能有幾分靠譜，你自己去估摸吧，反正能造成遙遠(yuǎn)恒星在望遠(yuǎn)鏡中呈現(xiàn)亮度微弱變化的原因還有好多種呢。

科學(xué)界這些鏡花水月的發(fā)現(xiàn)??！

30多年前，有一本《物理世界奇遇記》，在中國(guó)理科大學(xué)生中紅極一時(shí)，書(shū)中有一句虛構(gòu)的臺(tái)詞：好萊塢這些粗制濫造的電影?。∷俏覀兺瑢W(xué)經(jīng)常在開(kāi)玩笑時(shí)要拿來(lái)用的?，F(xiàn)在，一句模仿的感嘆，經(jīng)常在我腦海中盤(pán)旋：科學(xué)界這些鏡花水月的發(fā)現(xiàn)??！

近年一系列科學(xué)新聞，都有某些共同之處。從言猶在耳的“原初引力波”到此次的“另一個(gè)地球”，中間還穿插著小一些的新聞，諸如在火星上“可能有水”啦（注意，在無(wú)法判斷那上面到底有沒(méi)有水的情況下，科學(xué)家們總是說(shuō)“可能有水”，而從不說(shuō)“可能沒(méi)水”），冥王星上的“大平原”或“氮河”啦……科學(xué)家們經(jīng)常急不可待地將一些捕風(fēng)捉影的、只是猜測(cè)的“重大科學(xué)新聞”向媒體兜售，有時(shí)學(xué)術(shù)論文還沒(méi)有正式發(fā)表，就先向大眾媒體和科普雜志披露，甚至不惜過(guò)一段時(shí)間再向大眾媒體和科普雜志表示先前披露的重大新聞“是一個(gè)錯(cuò)誤”（所謂的“原初引力波”就是這樣）。

那么“開(kāi)普勒452b”到底有什么意義呢？老老實(shí)實(shí)看只能有兩個(gè)：一、也許在這樣的行星上會(huì)有和我們?nèi)祟?lèi)類(lèi)似的高等智慧生物和高等文明；二、也許將來(lái)我們地球人類(lèi)可以移居到這樣的行星上去。

我們從小在教科書(shū)上讀到的是：生命產(chǎn)生的基本條件是要有陽(yáng)光、空氣和水。這個(gè)說(shuō)法并沒(méi)有錯(cuò)，但它只是從地球這個(gè)唯一樣本中“歸納”出來(lái)的。常識(shí)告訴我們，只靠一個(gè)樣本根本無(wú)法形成基本意義上的“歸納”，但這一點(diǎn)在我們談?wù)撋⒏叩戎腔?、行星環(huán)境之類(lèi)的問(wèn)題時(shí)，卻經(jīng)常被遺忘。比如，為什么不能想象一種無(wú)需呼吸空氣或無(wú)需陽(yáng)光和水的生命形態(tài)？如果我們同意還可以有其他多種形態(tài)的生命或文明，那就將不得不同意，在千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)天體上都有可能存在生命，或存在高等文明。這樣，“發(fā)現(xiàn)另一個(gè)地球”的第一個(gè)意義就被消解了。第二個(gè)意義更加鏡花水月，只要想想“開(kāi)普勒452b”離我們1 400光年就知道了，以人類(lèi)現(xiàn)有的航天能力，飛往那里大約需要兩千萬(wàn)年。

其實(shí)“發(fā)現(xiàn)另一個(gè)地球”還有第三個(gè)意義，那倒是相當(dāng)現(xiàn)實(shí)的——NASA近年來(lái)一直受到削減經(jīng)費(fèi)的困擾，它迫切需要增加各方對(duì)它的關(guān)注。

編輯/張懷宇