哪个星球适合人类移民.docx

《哪个星球适合人类移民.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哪个星球适合人类移民.docx（5页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、哪个星球适合人类移民星际移民这件事埃隆马斯克正在做，他的目标是火星，而我们的目标有好 几个，只不过以今天的科技水平，没有一个是有可能搬过去的。原因也很简单, 太远了，就算那些目标和今天的地球一模一样，只要有光年级别的距离，就没有 办法搬过去了。搬家到哪个星球合适呢？我们主要参考两个指标，一个叫作地球相似指数 (ESI),另一个叫作行星宜居性(Planetary habitability)。第一个参数可以让我们找到外观长得跟地球比较像的星球，第二个参数可以 让我们找到搬家过去以后更可能活下来的星球。注意，我们关心的是人类搬家过去，而不是那里是否能产生生命。生命的可 能性范围太大了，也许真的存在硅

2、基生物，可以在更高温度、更强太阳辐射下展 现生命特征，但是那种环境，我们搬过去就活不了了。所以，要关注搬家过去的 话，就把生命可能性的范围大幅缩窄了，就是指我们这类在常温、常压、有水、 辐射强度不大的环境里可以生存的生物。地球相似指数是2011年才由一些新新学者提出来的。下面图中就是相似指数的计算公式。有数学基础的同学一眼就能看出，这是 一个对多种因素赋予不同权重后的求和公式；没有数学基础的同学听了刚刚这句 话，估计也能明白个大概一一就是找几个参数，比如半径、密度、表面温度、重力加速度之类的，每个参 数分别跟地球对应的数值做对比，看看差异有多大，然后再把每个参数赋予不同 的权重，比如你认为表面

3、温度是衡量它与地球像不像的最重要因素，占比过半, 那么就可以给它的权重设置为51%,类似这样的。最后还要考虑到，所有的权重 加和后要等于lo就是通过这样一种思路，设计出了一个叫作相似指数的公式。ESI这些科学家把目前各种望远镜观测到的星球都算了出来，排了一个序，相似 指数最高的是K0I-4878.0E没名字，就是一个编号，相似指数0.98,这是一 个非常高的值。如果和地球一模一样，相似指数就是1.00 了。它距离地球1075 光年，不可能过去的，一光年都别想过去。虽然分值很高，但还不能完全算数，因为这颗行星是否真的存在，还没有经 过国际天文学界的确认。它暂时只是开普勒望远镜观测到的一个数据，在

4、筛查阶 段有可能被当作候选的行星。其他一些我们熟悉的星体，地球相似度是多少呢？月球0.56,火星0.64, 金星0. 78O这里稍微补充一下：开普勒望远镜是一个带着特殊任务的望远镜，当初把它送上天就是为了寻找 类地行星，也就是像地球一样的行星。像我们之前介绍的詹姆斯韦伯望远镜就 没有这么特定的目的。开普勒望远镜上天后就锁定了一个区域，同时被拍照的恒 星大约有10万颗左右，在9年的时间里，开普勒望远镜一共筛选出了 2700 多颗小行星。其实除了太阳系之外，任何一个星系我们都不可能直接拍摄到它上面的行星, 因为它太小、太暗了，只能通过观察恒星来确定它周围有没有行星。这个方法叫 作“凌日法”。比如，

5、当地球从太阳前面经过，如果远处有一个望远镜给太阳系拍照，就会 在地球从太阳前面经过的那一刻记录到太阳光强微微的减弱了一点，真实的效果 类似于一盏吊灯前面经过一粒芝麻的感觉，肉眼虽然察觉不出来，但望远镜的测 量精度很高，可以记录到。如果这种稍稍变暗的情况是周期性的，比如每365天就稍微暗一下，就说 明有一个周期为365天的行星围绕着太阳转呢，凌日法就这样在太阳系里发现 了一个地球。当然，现实情况很复杂，有的暗并不是那个星系的行星所为，有可能是星际 尘埃挡住了，或者星系里不止有一颗行星。天文学家总结出了很多筛查方法，再 结合中心恒星的参数，才能估算出行星的很多参数，比如公转周期、半径、质量、 密度

6、、地表温度等等。这里的很多参数都是估算的。比如权重占比过半的地表温度，其实使用的是 一种叫作“行星平衡温度”的数据来代替的，因为真实的地表温度受到太多因素 的影响了。比如，如果按这个模型算地表温度，地球应该是零下18摄氏度，但实际情 况呢，平均来说却是零上15摄氏度。为什么？主要是大气层的温室气体起到了 保暖效果，此外还有潮汐加热、地表材质不同造成的散射、地热资源等等。K0I-4878. 01和地球的相似指数虽然高达0.98,但尚未确认。如果从已经 确认的行星里找，相似度最高的是开普勒438b,相似指数0.88,半径比地球大 12%,日照功率强38%,地表温度3摄氏度，公转一周35天。但无论相

7、似度怎么接近，都不能直接反映适不适合居住。比如，就以这个已经确认的相似度最高的开普勒438b为例，由于它的公转 周期很短，只有35天，离中央恒星特别近，于是不可避免的出现的一个问题就 是没有自转。地球对月球的影响就是这样。月球围绕着地球转，结果因为距离太 近了，月球就没有自转，总是一个面朝着地球。这种现象之于行星和恒星也是一 个道理。如果行星没有自转，人类就很难搬家去那里。因为朝向恒星的一面可能永远 都是100多摄氏度，背向恒星的一面总是负100多摄氏度，只有在阴阳相接 的那个过渡区，有可能找到一个零上的、窄窄的一条南北方向的带状区域。但一 般来说，只有很窄的一条区域的话，生命的多样性就会少很

8、多。能不能搬家过去，最好的衡量参数是宜居性。有一个最通俗易懂的描述就是, 看液态水能不能持续存在于行星上。这个标准首先考虑恒星和行星的间距，这直接决定了光照强度和地表温度, 关系是最大的。如果不考虑行星上的细节，比如大气层或者地热，那么宜居带其实是一条带 状区域，地表温度从0摄氏度到地表温度到100摄氏度都是可以存在液态水 的。不过，带状区域并不是固定的，因为恒星在成熟，在衰老。比如我们的太阳， 从开始稳定的进行核聚变反应到今天，光度已经增加了 40%o所以，如果把恒星 的动态变化考虑进来，那条宜居带也应该慢慢的向外扩，不然内圈的温度就太高 了，就没有液态水了。那么，横跨太阳40亿年左右稳定燃

9、烧的历史，对应所有宜居带的交集是什 么样呢？其实应该是一条很窄的带了。当然，这还得拜太阳的核聚变反应增加的 速度不太快的福气，否则40亿年里所有宜居带的交集就很有可能是零了。于 是，我们就得放宽标准，比如寻找10亿年间，考虑到恒星核聚变反应加剧的情 况，所有宜居带的交集就有可能存在。以咱们太阳系为例，以40亿年的时间跨度来看，这条可持续的宜居带的宽 度是3000万公里。如果把这条带状区域看成是体育场里四条并列的跑道的话， 地球现在处于内圈第一道和第二道的交界线上。不过，这只是对行星来说的宜居带，同样的，对恒星来说也一样存在宜居带。这个宜居带就是相对于银河系来说的。银河系可不是处处平均分布着恒星

10、的, 而是越靠近中心，恒星越密，剧烈的能量事件也越频繁。比如，质量是太阳几百 倍的恒星在一个月内就把能量全部释放出来，这种爆炸哪怕距离太阳有几光年， 整个太阳系也会跟着灰飞烟灭。宜居带最严格的其实是要求几十亿年里一直维持液态水。要求几十亿年，其实并不是为了适应我们搬家过去，而是为了让生命有机会 从RNA物质开始逐渐演化，最终变为单细胞、多细胞、复杂动物，这整个演化 过程需要的时间非常长，需要留足时间，比如地球，就要给几十亿年的演化时长。这个要求，本质上是对中心恒星的要求非常高，要求它稳定燃烧的时间特别 长。而一颗恒星能稳定燃烧多久，这个问题反而是天文学家研究比较透彻的问题。 比如太阳就是所有发

11、现的恒星中，稳定燃烧期非常长的一种，总共可以稳定燃烧 100亿年。而仅仅比太阳质量大50%,稳定燃烧时间一下就削减到35亿年了， 其实半径也就大了 14%而已，肉眼看差距不大，但寿命少65%O而质量是太阳 5倍的恒星，稳定燃烧时间仅仅2亿年。如果质量是太阳60倍的恒星，寿命 只有0. 03亿年。虽然质量越小，燃烧越稳定，但刚刚我们说了，小质量恒星周围环绕的行星 都会不可避免的失去自转，没有自转，那上面就不能被均匀的加热。所以咱们要 聚焦在中心恒星上。恒星有一个分类系统，结合半径、质量、光度、表面温度等参数，大类分别 是0、B、A、F、G、K、M、L,每个大类里还有0-9共十个小类。太阳的分类是 G2o开普勒望远镜在9年里一共观测到了 2700颗小行星，当前处于宜居带的 有20多颗，它们是目前最有可能有生命的。而这20多颗里只有1颗，它所 处的星系里的中心恒星是处于G型的，其他都是K型、M型的。而且，偏巧这 颗G型的还是G2型的，跟太阳一样。这颗小行星是目前按照宜居带理论，最合适或者说最有可能产生生命的行星, 它就是开普勒452b。不过这颗小行星离地球更远，1400光年。所以，别看我们总说宇宙是那么浩瀚，难道还找不到另外一个地球吗？起码 我们已经找了整整两代人的时间了，还没有找到，太阳系是目前观测到的所有星 系中最理想的家园。