昨晚我盯着天花板问自己,银河系里真的还有别人吗
这个问题我从小问到大的,躺在草地上数星星的时候问过,看完科幻电影兴奋得睡不着的时候问过,现在当了家长,被四岁的女儿问“爸爸,星星上面有人住吗”的时候,我又一次被这个古老的念头击中,于是我决定,这次不再只是瞎想,好好查一查天文学家们这些年都发现了什么。
说实话,查完之后我的心情挺复杂的,既有兴奋,也有一种说不上来的谦卑感,我把这些东西整理出来,就当是我们一起坐下来聊聊这个话题。
先得知道我们的“家底”有多厚
聊银河系有没有第二生命之前,咱们得先搞清楚银河系本身是什么情况,理查德·费曼说过一句话我特别喜欢:“如果你不能简单地解释一件事,说明你还没真正理解它。”那我试着用最直白的方式说一下:银河系就是一个超级巨大的“星星城市”,里面住着大约1000亿到4000亿颗恒星,这个数字意味着什么?意味着你就算每秒钟数一颗星,也要花上三千年才能数完,这还只是恒星的数量,而行星的数量可能比这还要多好几倍。
开普勒太空望远镜这些年帮我们确认了一件事:几乎每颗恒星都有行星,不是少数,不是一半,是差不多每一颗,你随便往夜空指一颗星星,它大概率带着自己的行星“拖家带口”地在那里转着,这个事实本身就让“我们是唯一吗”这个问题变得沉甸甸的。
天文学家们找到的那些“疑似邻居”
我整理了一下近年来比较有名的发现,其实也就是众多发现里的一小撮,放个表给你们看看,更直观一些:
| 名称 | 距离(光年) | 类型 | 为什么让人兴奋 |
|---|---|---|---|
| 比邻星b | 2 | 岩石行星 | 就在隔壁,位于宜居带内 |
| TRAPPIST-1系统 | 39 | 7颗岩石行星 | 其中3颗在宜居带,大气可观测 |
| 开普勒-442b | 1200 | 超级地球 | 常年霸占“最像地球”排行榜 |
| K2-18b | 124 | 超级地球 | 大气里发现了水蒸气,实锤的那种 |
你看这个表,比邻星b离我们才4.2光年,这在宇宙尺度上基本就是隔壁串门的距离,它绕着一颗红矮星转,个头跟地球差不多,表面温度理论上允许液态水存在。《自然》杂志2016年那篇论文出来的时候,我朋友圈里搞天文的朋友激动得跟过年似的,不过后来发现它母星脾气不太好,经常爆个耀斑什么的,对生命可能不太友好,但谁知道呢,也许那里的生命早就进化出抗辐射的绝活了。
TRAPPIST-1这个系统更有意思,一颗小小的恒星,周围挤了七颗地球大小的行星,排得整整齐齐的,有三颗正好在那个“不冷不热刚好能让水是液体”的地带,韦布望远镜现在正对着这些行星使劲看,想弄清楚它们到底有没有大气层,大气成分是什么,2023年有个观测结果挺让人失落的,最里头那颗似乎光秃秃的没有大气,但还有六颗等着呢,急什么。
“费米悖论”到底在纠结什么
说到这里,你可能也会冒出那个经典的困惑:如果宇宙里到处都是可能产生生命的地方,那他们到底在哪儿?
物理学家恩里科·费米在1950年代某天午饭的时候随口问了这么一句,结果成了一个让所有人挠头至今的问题,后来的人给他总结了一套“大过滤器”理论,我刚开始看的时候觉得挺悲观的,后来反而觉得释然了,这个理论大概是在说,生命从无到有、从单细胞到会发微信的智慧物种,中间要经历好几道坎儿:
- 生命起源这一步:一堆无机物怎么就突然组合成了能自我复制的玩意儿?我们在实验室里还没完整复制出来过
- 从原核细胞到复杂细胞:地球花了将近二十亿年才迈过这个槛
- 智慧与文明的诞生:恐龙活了一亿多年也没造出收音机来,智人几十万年就做到了,这事好像没那么理所当然
- 文明能活多久:一个技术文明发明了核武器、把大气层搞得一团糟之后,还能撑过那几百年吗
如果大过滤器在我们前面,那说明我们极度稀有,是银河系甚至宇宙的“独苗”,如果大过滤器在我们后面,那可就有点脊背发凉了——也许大多数文明走到我们这个阶段,就自己把自己作没了,查资料看到这些观点的时候,我站在窗前发了会儿呆,有一种说不清的孤独感,但也觉得肩上有种莫名的责任感。
科学家们正在怎么找
现在的搜寻手段比我小时候看科普杂志那会儿厉害太多了,主要有这么几条路在同时走:
大气成分分析是最让人期待的方向,韦布望远镜能分析遥远行星大气层里的光谱,如果有生命进行类似光合作用的活动,大气成分会留下“化学指纹”,比如氧气和甲烷同时存在,从化学角度说这两种气体不该长期和平共处,那么一定有某种东西在持续产生它们——很可能就是生命,2023年在K2-18b上探测到的二甲基硫醚信号让整个圈子兴奋了好一阵子,这东西在地球上主要是海洋浮游生物产生的,后来大家冷静下来觉得还需要更多证据,但方向是对的。
射电信号监听从1960年代就开始了,现在还在继续,想一想每天都在捕捉来自宇宙深处的电磁波,寻找那些不像自然现象、更像某种“信号”的规律脉冲,到目前为止还没什么确切的发现,有个1977年的“Wow信号”到现在也说不清到底是什么,但反过来想,我们自己的无线电信号才往外发了一百多年,在银河系的尺度上,这点时间连家门口都没走出去。
还有一种思路叫“技术签名”,就是找文明造出来的巨型工程痕迹,比如戴森球——如果有文明把恒星包起来收集能量,我们看到的那颗恒星就会发出奇怪的红外线,或者看有没有人为的污染物排进了行星大气,那种在自然界根本不会自己出现的气体。
这些方法各自有各自的道理,合在一起就构成了一张越来越密的网,有时候我会想,也许不是我们找不到他们,而是我们还没学会怎么“听”到他们说的话,蚂蚁理解不了Wi-Fi信号,但不代表Wi-Fi不存在,也许我们缺的不是设备,是换个脑子去理解“生命可以是什么样子”的想象力。
前几天陪女儿在阳台看星星,她指着天上说“那上面肯定有小朋友”,然后继续低头玩泥巴去了,我突然觉得她的笃定可能比我们这些大人的各种计算更接近真相——你看到这么大一片海,本能地就会觉得里面一定有鱼,至于鱼长什么样,什么时候游到你面前,那是另一回事了,现在每天晚上我还是会看着星空出神,脑子里转着比邻星b、大过滤器、化学指纹这些词,但心里想的是,不知道那边的星光底下,是不是也有人在问同样的问题。
