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    法兰西学会学术院院士姜·埃·瓦洛里撰文:向太空扩大和小行星的开发

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    2022-5-29 12:03:25 39 0

    【欧洲时报】近些年来,不只系在行星的发现频传喜报,并且到达这些行星的技术也在不停开展。2018年4月18日下昼6时51分,猎鹰九号火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,把NASA的凌日系在行星考察卫星(苔丝太空望远镜)送入轨道。苔丝实际上一种探测器,能够扫描天空,搜索盘绕其余恒星、间隔咱们大约100光年的行星。
    迷信家们预测,苔丝在接上去的十年里将实现发现数千颗系在行星的工作。系在行星是位于太阳系以外的行星。就发现而言,咱们正处在一个黄金时期。大约20年前,咱们乃至不知道宇宙中有类地行星存在,更无奈置信如斯短的时间里会有如斯之多的新发现,咱们似乎曾经赶不上发现的步调。截至往年5月1日,人类曾经发现并确认了5,017颗系在行星。
    因为高功率、高明晰度卫星和望远镜的开展,咱们当初有可能更精确地钻研左近的行星,尤为是那些可以承载生命的行星。在过来,河汉系中可能存在类地行星的设法不只不成思议,并且被以为是异端邪说:乔尔丹诺·布鲁诺对此深有理解。
    在20世纪九十年代初,天文学家虽然具有大功率望远镜,但无奈探测到边远的行星。看到一颗系在行星其实不容易,比在聚光灯旁边发现一只萤火虫还难。由于恒星本人发光,而行星反射它们的光。恒星的亮度大约一般为行星的100亿倍。但因为技术的飞速开展,波兰的亚历山东大学·沃尔兹森和加拿大的戴尔·弗雷两位天文学家使用高空望远镜,在新发现的脉冲星B十二57+十二左近发现了两颗行星——Poltergeist和Phobetor。而瑞士天文学家马约尔和奎罗兹在1995年经过光谱望远镜发现的飞马座51b行星,则被以为是第一颗彻底意义上的系在行星。2019年10月8日,二人被授与诺贝尔物理学奖。
    事实上,跟着第一台用于探测系在行星的太空望远镜开普勒的发射,早在2009年无关钻研就曾经失掉增强。2018年,开普勒被后面提到的更弱小的的苔丝取代。后者的首要性在于,其设计专门以辨认系在行星为目的。它所采取的凌日法原理是,公转的行星在从恒星后方经过(凌日)时,恒星的亮度会产生周期性的强劲升高。这是寻觅新行星的绝佳办法。
    假如说寻觅系在行星最后的目的是肯定河汉系中有多少行星环抱恒星运转,那末,失掉后果是使人震惊的:咱们的河汉系有大约4000亿颗恒星,按照最新发现,均匀每颗恒星最少有一颗行星。也就是说,河汉系中最少有4000亿颗行星。
    如斯少量的系在行星的存在,让咱们对宇宙的意识产生了基本性的变动。但更极真个是,数以百万计的行星不只可能承载有其余生命方式,并且还可能发生生命。天文学家和天体物理学家正在被他们称为好居带的区域寻觅行星。宜居带是恒星四周允许行星放弃水处于液态的区域。迷信家们正在寻觅一颗处于最好地位的行星,它间隔母恒星不远不近,而且有氧气和水来生成大气层,甚至生命。
    宜居带中可能存在生命方式的行星数量一样令迷信家们感到诧异:咱们后面提到,河汉系中最少有4000亿颗行星,哪怕只要1%合乎前提,也就至关于有40亿颗可能合适寓居的行星。系在行星的发现从基本上改动了咱们对全部宇宙的认知设想:面对如斯泛滥宜居的系在行星,简直一切迷信家都置信可能存在其余方式的生命。不外,许多迷信家以为,在地球以外可能只要微生物或细菌类的生命方式。“系在行星可能具有更繁杂、进化水平更高的智能生命方式、具有比咱们更先进的技术”的实践,被少数迷信家以为是不成能的,他们对此持小心态度。以优异成就结业于哈佛大学的日本裔天体物理学家加来道雄指出:“宇宙大约有138亿年的历史,地球只要46亿年。在地球造成以前的这段时间里,可能有多少文化的兴衰?咱们可想而知。”
    这类实践与河汉系充溢类地行星的发现结合在一同,诱发了迷信界的一场反动。咱们能够置信,在宜居带中发现的大少数行星均可能承载与人类十分类似的生命方式。2016年8月,智利阿塔卡马沙漠天文台的迷信家宣告,发现了一颗环抱比邻星(距咱们太阳系比来的恒星)运转的行星-比邻星B。这颗行星与地球类似,而且离它的恒星足够近,可能承载生命。比邻星B是新进发现的最无意义的系在行星之一:它的大小约为地球的1.3倍,与地球类似,可能由岩石组成,可能合适寓居。迷信家们正在用太空望远镜进行更具体的钻研,在接上去的十年中,可能获取无关影象。
    只管间隔边远,但一项利用航天器比较邻星B进行钻研的雄伟方案正在进行。“冲破摄星”名目的降生得益于以色列籍俄罗斯善士尤里·米尔纳和大迷信家霍金(1942-2018年)的致力。米尔纳声称:“这是人类历史上第一次,咱们不只要视察星星,还要到达它们”。冲破摄星名目的指标是向左近的行星发送几厘米大的小型探测器。这类微芯片将配备一种由激光束推进的“帆伞”,将探测器送到比来的恒星上。探测器以巡航速度行进,能够减速到光速的20%,易于抵达比来的恒星。即使如斯,仍需求20年的时间能力实现旅程。
    光速极高但亦无限:太阳光线大约需求八分钟能力抵达地球;许多天体都在数千、数百万或数十亿光年以外。
    近些年来,愈来愈多的天体物理学家揣测,人类解开星际太空旅行的神秘的速度要比咱们想象的快。他们以为症结是使用一种实践上可能的构造,那即是爱因斯坦提出的一种时空曲线-虫洞。利用虫洞能够使星际旅行时间大大缩短,乃至是刹时可达。虫洞可以歪曲空间,将在太空旅行中发扬症结作用。它是在以后的引力实践和狭义相对于论中进行的钻研。虫洞是一个隧道,它能够衔接两个独自折叠的末端(即所谓的星际之门),只管速度不超光速,但造成虫洞后,航天器抵达一个星球所需时间远远低于光所需的时间。实践上,遵循爱因斯坦定律,可以发明虫洞的航天器能够在几小时或几秒内抵达边远的系在行星。
    2013年10月6日,加利福尼亚州帕洛玛山天文台:飞马座的一颗红超巨星在一颗比太阳大10倍的超新星中爆炸:迷信家们第一次“即时”目击了一颗超巨星的覆灭。鉴于它间隔地球1.6亿光年,这里所说的即时,其实是1.6亿年前。
    天文学的一个根本概念是,咱们所看到的一切事件都是过来产生的,由于光的传布并不是瞬间。超新星是一场恒星爆炸,它覆灭了其四周的一切行星,甚至任何文化或生命方式,但全部进程产生在边远的过来。飞马座恒星的“惨烈覆灭”证实了这样一个悲壮的事实:宇宙是一个陈旧且不断变动的一致体。
    数十亿年后,咱们的恒星太阳将成为超新星,人类必需迁徙到另外一个宜居星球的日子正在逼近。那一天看似边远,但不成漫不经心,只要防患未然能力解救今天。
    20十一年8月,在智利的拉西拉天文台,天文学家宣告在猎户星座中发现了一颗与地球类似的大行星:这颗行星位于宜居带,它所环抱的恒星与咱们的太阳十分类似,应该合适于生命的成长。咱们地球人的指标是发现一个和当初这个同样不乱的新太阳系。
    但在从实践到详细理论,需求具有特定的资源。TransAstra公司宣告2019年6月在洛杉矶宣告,该公司与NASA协作,将启动一个名为小行星采矿的太空名目。TransAstra公司成立于2015年,过后太空探究技术公司的企业家马斯克、亚马逊和蓝色发源开创人贝佐斯和其余人正在设计经济高效的太空旅行形式。假如具有可以便宜进入轨道的运载器,就能在太空中创始业务,例如在小行星上挖掘有地球上愈来愈稀缺的贵金属。那末,咱们在哪里能够找到这种小行星呢?
    稀土、黄金、铜、锌、铂等金属曾经在地球上开采了数千年,对文化相当首要,但它们的存量无限,部份缘故是它们并不是来自咱们的星球。最后,地球是一个处于熔融形态的物资,许多贵金属被吸引到外部。因为这个进程,重元素沉入了地球深处;在冷却过程当中,造成了由轻质资料组成的外壳。
    家喻户晓,没有金属的使用,技术和文化就不会泛起。侥幸的是,大约在38亿年前,数万亿颗小行星撞击地球,在地壳上堆积了一层重金属。这些物资并不是来自地球,它们是因为很久之前撞击地球的彗星和小行星而堆积在咱们的星球上的。咱们在地球上开采的一切贵金属都来自天体。小行星撞击地球堆积了金属,使青铜时期、铁器时期和明天的技术文化成为可能,但许多金属——例如古代技术所需的稀土元素——愈来愈难以获取。为此,许多迷信家以为小行星带能够为人类所用。一颗小行星,即便体积很小,所具有的稀土比人类在地球上至今开采的总量还要多:据估量,在美国宇航局数据库中记载的六千多颗小行星中,即使只要十颗得以开采,就将发生至关于1.5万亿美元的资源。小行星带能够知足咱们文化将来几千年的需要。
    最理智的选择是建造宇宙飞船来寻觅小行星、挖矿并获取所有益处。
    2013年4月,加利福尼亚州的山景城:美国宇航局艾姆斯钻研核心的迷信家借助开普勒太空望远镜发现了两颗新的潜伏宜居系在行星--开普勒62E和开普勒62F:它们被称为水生世界,由于它们完彻底全地被陆地所掩盖。行星62E和62F让咱们无望可期,由于它们位于宜居带,而且被陆地掩盖。
    咱们看到,在向空间扩大和迁徙的阶段,不只需求原资料,还需求水。采取先进的方法从水中提取氢,就可用作燃料。无关内容我在过来的文章中曾有讨论。人们深信对生命方式的寻觅很快就会有严重冲破并会由此发生新的反动。2021年十二月25日,美国宇航局发射了用于红外天文学的太空望远镜--詹姆斯韦布。这使得拍摄系在行星具体的黑白图象并进行剖析成为可能。詹姆斯韦布望远镜与其余太空中望远镜不同,它能够视察系在行星的反射光和电磁波谱,进而辨认潜伏的生物痕迹。
    将来或属于钻研,和平或属于过来。能够肯定的是:原地踏步,只能走向坟墓。


    图为法兰西学会学术院院士姜·埃·瓦洛里。
    (编纂:刘涛)

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