霍金预言人类灭亡 该去哪里寻找“诺亚方舟”

伤我心太深

如果霍金预言人类灭亡是真的，那么人类的新家在哪里？科学家普遍认为，大约20年后人类就可以在月球上建立永久基地，大约40年后人类就可以到达火星。不过，月球和火星都缺乏氧气，而且体积太小，并不适合人类居住。除了这两个星球，人类还可以到哪里去？

太阳系外的地球

或许在太阳系以外的其他什么地方能形成像太阳系这样带行星的恒星系统。
太阳系是由一团弥漫的气体星云演化而成的，那么，在太阳系外的一般恒星周围也有气体/尘埃云吗？它们能形成像太阳系这样带行星的恒星系统吗？
目前科学家已在太阳系外探测到了130多颗行星，它们中的95％以上围绕其主星（有行星围着转的恒星叫做行星的主星，也叫“太阳型恒星”）作轨道运动。电脑模拟表明，绕太阳型恒星作轨道运动的行星，其质量可以和木星质量相比拟，其中多数是“热木星”（即质量与木星差不多、公转周期为几天、靠近主星、且有炽热高温的行星）。“热木星”是在离主星很远的地方形成，然后迁徙到主星附近的，这种形成和迁徙过程开始于行星系统发展的早期。
环绕主星运行的太阳系外行星有各种各样的轨道，其中轨道扁的“热木星”被称为“气体巨行星”。周围有气体巨行星的恒星约占恒星总数的6％。在一个星系中往往有上亿颗恒星，例如银河系就有1500亿～2000亿颗恒星，所以宇宙中有很多气体巨行星。

由太阳系可知，在气体巨行星上不存在生命可以居住的地方，因此，科学家的最终目标是找到像地球这样的行星，即所谓的“地球型行星”。地球型行星一般环绕太阳型恒星作轨道运动，因此要想找到地球型行星，就要到太阳型恒星系统中去找。如果一个恒星系统始终保持有气体/尘埃云，就有可能最终形成地球型行星。电脑模拟显示，有1/3的太阳型恒星系统中能形成和地球质量差不多的行星，在高倾角轨道上运行的气体巨行星也能从系统中抛射出地球型行星。目前，除地球外，还没有发现地球大小的行星环绕太阳型恒星运行，但天文学家相信，这样的世界在技术允许的时候是会被发现的。
现在许多天文爱好者希望能得到一个答案：太阳系在宇宙中是常见的还是唯一的？可以肯定地说，若干年后，天文学家一定会集会庆祝在某颗太阳型恒星周围探测到第一颗地球型行星，届时我们就可以欣慰地回答：在宇宙中，地球不是唯一的生命之星。



宇宙中最近的宜居行星在哪里

或许在一个发展完全的地球型行星上存在生命的可居住区。

可居住区

对地球早期陆地生命的研究表明，对可居住的行星和卫星的要求是有水且温度适中，所以不能太接近主星。比如在太阳系，可居住区位于金星与火星之间。比金星近的行星太热，太干燥，上面不可能有生命；比火星远的行星太冷，整个星球结成一坨冰，不允许生命栖息。因此，寻找太阳系外的生命可居住区，首先取决于主星（太阳型恒星）的温度，主星越热，居住区的位置越远，也越宽；其次，取决于行星的大气，如果行星周围有大量俘获热量的温室气体如二氧化碳，行星就可以维持在距离主星较远的地方。此外，还希望主星周围有气体/尘埃盘，希望行星上有长期稳定的气候和适当比例的化学成分，希望行星有磁场以防护来自太空其他恒星的致命高能粒子。对地球大小的行星而言，维持生命或许还需要一个大质量的行星作为“引力真空吸尘器”，为地球大小的行星清除前进道路上的障碍，以免发生像1994年“苏梅克－列维彗星”撞击木星那样的宇宙撞击事件。此外，为了保证生命的起源和生存，居住区一定要在地质的时间尺度上保持连续可居住性。

什么叫“可居住区”呢？是指生命可以生存的地方。地球的表面有生命，温暖的地壳下面有生命，寒冷的冰山顶上也有生命，可以想象，地球之外也可能有生命，科学家推测，它们可能就在地球型行星上。换言之，在一个发展完全的地球型行星上一定有生命的可居住区。

“可居住区”一词最早出现在1959年，但一直到1992年人们才对它有详细的阐述：可居住区是恒星周围的一个空间区域，区域内的行星表面上可以有液态水，这样的区域只能存在于太阳型恒星周围的行星上。在太阳系中，可居住区位于金星与火星之间，这里不太热，也不太冷。

对地球早期陆地生命的研究表明，对可居住的行星和卫星的要求是有水，温度适中，所以不能太接近主星，比如在太阳系，比金星近的行星太热，太干燥，上面不可能有生命；但也不能距主星太远，像冥王星，这样的星太冷，整个星球结成一坨冰，不允许生命栖息。

可居住区的位置，首先取决于主星的温度，主星越热，可居住区的位置越远，也越宽；其次，取决于行星的大气，如果行星周围有大量俘获热量的温室气体如二氧化碳，行星就可以维持在距离主星较远的地方。此外，还希望主星周围有气体/尘埃盘，希望行星上有长期稳定的气候和适当比例化学成分的物质，希望行星有磁场以防护来自太空其他恒星的致命高能粒子。对地球大小的行星而言，维持生命或许还需要一个大质量的行星作为“引力真空吸尘器”，为地球大小的行星清除前进道路上的障碍，以免发生像1994年“苏梅克-列维彗星”撞击木星那样的宇宙撞击事件。

要想适合于生命的起源和生存，可居住区就一定要在地质的时间尺度上保持连续可居住性。由于这个原因，天文学家只考虑低质量的主序星（年纪到了中年的恒星）作为候选的可居住行星的主星。主序星像太阳一样，寿命约为100亿岁。但是，恒星不是一成不变的，由于演化，恒星会变老，随着恒星变老，它的光度一般会增加，这将推动可居住区向外移。在极端情况下，整个可居住区移开它的主星（在太阳系，可居住区将移动0.95～1.15个天文单位，天文单位是地球到太阳的距离，1个天文单位等于1.5亿千米），从而导致业已形成可居住区的行星上的一切生命都遭受不幸。不过，在恒星的大部分生命期间，可居住区都可能存在。

20世纪下半叶，科学家对可居住区的认识有了飞跃发展。科学家在被视为生命禁区的海底发现一些超级喜热微生物，生活在海底火山口附近117℃的热液中，依靠从火山口喷出的物质生活，它们能抗御极高的压力和腐蚀性极强的酸，能经受大剂量的辐射照射。科学家还在几米深的温暖地壳下面和寒冷的冰山顶上，发现了包括超级喜热微生物在内的多种原始生命。与呼吸氧气的有机物获得能量的方式不同，超级喜热微生物不需要有机分子或阳光，而是通过临时代谢作用获得能量，这就给了科学家一个启迪：除了传统的可居住区，只要有液态水，就可以支持生命存在。如果一颗巨大行星内有大量内能提供热量，它就不需要接近主星，在没有光照的情况下也能维持生命。

即使上面所有条件都具备了，在适当轨道上发现地球大小的行星后，还需对新世界的可居住区进行仔细考察。由于太阳系外行星距离遥远，那里的1米大小的物体用地面望远镜无法看见，所以这个任务就落到了空间科学家的头上。空间科学家正准备发射大型空间望远镜到太空去，已列入计划的有欧洲空间局的“达尔文”和美国宇航局的“地球型行星发现者”。

寻找太阳系外可居住区的另一个方法是——寻找地外文明，即在地面用射电望远镜收听“外星人”发射的无线电信号。这项研究自1959年开始策划，到20世纪60年代初拉开帷幕。观测的第一批对象中有一颗叫做波江座ε星的年轻的太阳型恒星，距离地球10.5光年。在200小时的观测中，科学家收听到了8个较强的脉冲射电信号。“这不是外星人发射的信号吗？！”科学家为之而激动：“外星人能把无线电发射到我们地球上来，一定具有高度文明。”然而，这些信号后来被证实不是来自“外星人”，而是来自地球上某军事基地的雷达试验信号。

“外星人”发射无线电波虽然没有得到证实，但科学家观测波江座ε星的兴趣并未减退，观测手段也由射电波段扩展到光学波段。2000年用巨大望远镜拍摄的照片表明，波江座ε星的行踪特别有趣，它就好像醉汉一样，踉踉跄跄地走着“之”字步。按这种方式移动的恒星，一般而言它的身边都隐藏着行星，是行星在用引力拉它的主星走“之”字步。经计算，波江座ε星身边的行星的质量约为木星质量的1.5倍，绕波江座ε星的运行周期为7年，这是一颗气体巨行星。哈勃望远镜的观测进一步揭示，这颗行星的轨道面上有一个气体/尘埃盘。这表明行星是由气体/尘埃盘的物质形成的。