人類發現太陽系外行星的速度不斷加快-SAKAI BBS 社區
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人類發現太陽系外行星的速度不斷加快

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    2015-1-3 10:48
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    [LV.2]偶爾看看I

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    發表於 2018-7-18 12:56:54 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
    在曩昔的十年里,人類發現太陽系外行星的速度不竭加速。隨之而來的是一系列題目︰我們何時可以間接摸索這些悠遠行星?我們能夠會在那里發現什麼?我們是宇宙中唯一的生命嗎?隨著科學技術的進步,這些困擾人類幾千年的題目正在抖擻新的活力。

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    這些題目引出了很多風趣而大志勃勃的處理計劃。其中包括“藍色計劃”(Project Blue),即經過架設太空千里鏡,間接觀察環抱半人馬座阿爾法星(Alpha Centauri)軌道運轉的任何行星。還有“衝破攝星”(Breakthrough Starshot)計劃,方針是在短短20年內將激光驅動的納米飛翔器送往阿爾法星(Centauri)。但“創世紀計劃”(Project Genesis)稱得上是其中最大膽的計劃,科學家試圖在悠遠的行星上播下生命的種子。

    這個計劃是由克勞迪斯€€格羅斯博士(Dr. Claudius Gros)提出的,他是法蘭克福大學理論物理研討所的理論物理學家。2016年,格羅斯博士頒發了一篇論文,論文指出照顧“基因工場(或高溫艙)”的機械人,可以用來將微生物生命播撒到“可居住的系外行星上”,這些行星具有適宜生命保存的情況,但不太能夠自行孕育生命。

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    圖2︰“創世紀計劃”的目標是在具有適宜生命的行星上播種生命,從而使它們在進化上有個騰躍式的初步
    未幾前,Universe Today報道了格羅斯博士比來的一項研討,他倡議利用磁帆來減緩星際飛船的速度。我們很榮幸地再次采訪到了格羅斯博士,並有機遇問他關于“創世紀計劃”的更多細節︰

    “創世紀計劃”的目標是什麼?

    系外行星的鉅細、溫度和組成各不不異。“創世紀計劃”的目標是為那些能夠合適居住但卻沒有生命的系外行星供給地球生命的替換進化路子。現今大大都科學家信仰的根基哲學是,簡單的生命在宇宙中非常常見,但復雜生命卻是罕有的。我們不肯定這些說法,但到今朝為止,這是共鳴。

    假如你有更好的條件,簡單的生命可以進化得很快,但復雜生命進化卻更加艱難。最少在地球上,復雜生命用了很是冗長的時候才進化出來。“寒武紀生命大爆發”(Cambrian Explosion)發生在大約5億年前,即地球構成40億年以後。假如我們給其他行星供給生命快速進化的機遇,它們也能夠更快出現“寒武紀生命大爆發”。

    什麼樣的星球將成為方針?

    最首要的候選者是在M矮星(如TRAPPIST-1)四周的可居住“氧氣行星”。我們的銀河系有能夠具稀有十億個可居住但沒有生命的氧氣行星。

    現在,天文學家們正在尋覓圍繞著M矮星運轉的行星。這些行星與圍繞類太陽恆星運轉的行星非常分歧。恆星構成後,它需要一定的時候來收縮到聚變起頭的點,然後才起頭發生能量。這個進程太陽花了1000萬年,而這已經是很是快的速度。對于像TRAPPIST-1這樣的恆星來說,它需要1億到10億年的時候。然後它們必須收縮,以遣散最初的熱量。

    在TRAPPIST-1四周的行星會很是熱,由於恆星在很長時候內都處于很熱的狀態。在行星的同溫層中,紫外線輻射會將其分化成氫和氧,氫氣逸出,而氧氣保存下來。一切的觀察都表白,這些行星存在有氧氣的大氣層,但這是化學分化的產物,而不是來自動物。

    氧氣行星很有能夠是無菌的,由於化學分化發生的氧氣抑制了生命的出現。我們相信銀河系中能夠稀有十億顆完全沒有生命的氧氣行星。在科幻小說中,一切這些行星看起來都一樣。可以想象,在5億年的時候里,我們將在它們上面觀察到生命,由於我們會給它們生命的種子。

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    圖3︰操縱現有觀察系統繪制的TRAPPIST-1系統想象圖
    輸送什麼樣的生物?

    第一波“太空乘客”將由單細胞自養生物組成。它們屬于光分解細菌,如藍藻細菌和真核生物(組成一切復雜生命的細胞品種,比如動物和動物)。異養生物將是第二波“太空乘客”,它們是以其他生物為食的有機體,只要在自養生物存在並扎根後才能保存下來。

    這些生物將若何被輸送?

    這取決于技術進步的速度。未來,我們可以縮小基因工場。原則上,大自然就是個微型基因工場。我們想要生產的工具都很小。假如能夠的話,那將是最好的挑選。以基因庫的形式發送,然後挑選最理想的生物發送。假如技術還沒法實現,你就得利用冷凍細菌。終極,這取決于技術的可用性。

    你也可以發送分解生命。分解生物學是個很是活躍的研討範疇,它觸及到重新編程遺傳密碼。在科幻小說中,你看到的林林總總的外星生命就與分歧的遺傳密碼有關。明天,人們正試圖在地球上實現這個方針,終極方針是具有基于分歧代碼的新生命形式。這在地球上是很是危險的,但在悠遠的星球上,這將是有益的。

    假如這些星球不是無菌的呢?

    “創世紀計劃”是關于締造生命的,而不是撲滅生命,所以我們要死力避開這類行星。探測器必須首先輩入軌道,所以我們在軌道上便可以探測到地表能否存在復雜生命。“創世紀計劃”是為那些永久不會自行孕育生命的行星而設想的。地球已經適宜居住數十億年,但我們還沒有肯定任何一個適宜居住的系外行星。

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    圖4︰這幅插圖顯現,恆星的光芒照亮了行星的大氣層
    系外行星的鉅細、溫度和習性各有分歧。很多行星只能在某段時候內適宜居住,也許是10億年。生命底子沒偶然候進化成復雜的生命形式。所以你可以做出決議︰讓它們自行進化下去,大概捉住機遇在那里成長復雜的生命。

    有些人以為,一切的細菌都值得拯救。在地球上,細菌沒有遭到任何庇護。可是生活在分歧星球上的細菌能夠享遭到分歧的報酬。火星極能夠已經有過生命,但現在不是,也許只是些細菌。盡管如此,我們還是計劃載人去火星。

    我很是熱衷于尋覓生命,可是那些我們找不到生命的行星呢?我們也答應以在上面做些工作。

    人類能否能從中受益(例如,殖民“播種”行星)?

    這個題目沒有牢固答案。沒法受益是由於,沒有任何工具能讓我們的子孫後代(大概地球上的其他任何聰明生物)在100萬年到10億年的時候里,去造訪“創世紀計劃”行星(生命最初播種到完全進化的最少時候)。此外,由于觸及的時候跨度太長,所以說“讓人類受益”是不公道的。

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    圖5︰Project Starshot是由Breakthrough Foundation倡議的
    “創世紀計劃”要多久才能完成?

    “創世紀計劃”可以與“衝破攝星”發射計劃采用不異的發射系統。“衝破攝星”的方針是發送很是快、很是小、很是輕的探測器到其他星系,這類探測器大約只要1克重。一樣的激光技術可以發送更大的物體,只是速度更慢。固然,慢也是相對的。

    汽車鉅細的探測器(1噸),速度大約為1000千米/秒,相對于光速而言,星際觀光的速度很慢,但對地球來說速度還是很快的。假如你把速度減到100,你能鞭策的質量可增加10000倍。所以利用“衝破攝星”的發射系統,你可以加速1噸重的“創世紀計劃”探測器。

    到達發射條件後,正如我論文中所說,還需要測試利用磁帆來對探測器停止減速。是以,現實的時候跨度大約為50年到100年。

    有哪些否決“創世紀計劃”的概念?

    有三種首要的否決論點。第一個是宗教論,它以為人類不應當飾演天主的腳色。“創世紀計劃”的目標不是締造生命,而是賦予生命進一步進化的能夠性。此外這項計劃不是在地球上實施,而是在宇宙的其他地方。

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    圖6︰按照多項研討,火星仍然可以支持生命保存,由此發生了“行星庇護”的題目。
    第二種理論是行星庇護論,以為我們不應當干與生命的進化進程。有些否決“創世紀計劃”的人援用了《星際迷航》(Star Trek)電視劇的“第一指令”(網易編輯注,這里第一指令是指︰任何太空船去了任何一個其他文化,都不成以去打仗、介入大概干與當地文化。除非當地文化已經一樣獲得了太空觀光的才能)。“創世紀計劃”完全支持行星庇護的概念,包括那些具有復雜生命的行星,以及未來能夠進化出復雜生命的行星。“創世紀計劃”只針對那些復雜生命不能自行進化出來的行星。

    第三個論點是關于人類沒有獲益的題目。“創世紀計劃”的方針似乎不是為了人類獲益。從保存的角度來看,某個物種的倫理代價(如人類)必須把物種的好處放在中心,這是公道的。是以,這里的倫理是“對我們的物種有益處”。把大量資金花在這樣的項目上,比如“創世紀計劃”,卻不是為讓人類獲益,這樣做是不道德的。

     

                                                      
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