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宇宙和生命-第834部分

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  过仔细挑选的天区,而那些比较小的家用天线则能够扫视天空。

  这样一来,SETI联盟就希望产生一个“碟状天线临界数目”——

  至少1000)架天线。这样他们就能够把天空划分成许多区域。每

  个区域都用一架天线监视。他们把这看成是一些配合绝佳的大男

  孩们的杰作——他们使用好几百万美元的接收器,聚焦在一批经

  挑选的主要目标上。

  最后,我们还必须考虑地外生命在我们发现他们之前先发现

  我们的这种可能性。其中一种方式是另一个文明捡到了我们发射

  的探测器。

  图9 业余SETI系统。

  星际旅行存在着许多困难(见第八章),但是,我们应该牢

  记人类实际上已经进入星际旅行的时代,纵然是以一种替身的形

  式实现的。“先驱者10号”已于1997年离开我们太阳系,它将继

  续旅行,失去与地球上的监测站的无线电联系,直至遇到等待着

  它的未知的结局。“先驱者10号”在近乎真空的状态中旅行,因

  此它将得以保存下来。但是,它也有可能由于微陨星的撞击而遭

  到严重毁坏,或因不时撞人的高速粒子的腐蚀而毁坏。还有一种

  可能是几千万年以后,它被另一颗恒星的引力场俘获而进人环绕

  该星运行的轨道。这颗恒星可能有栖息着智慧生命的行星,他们

  会发现“先驱者10号”。如果真是这样的话,他们很快就会对我

  们的情况有所了解。“先驱者10号”上有一块金属饰板(这是根

  据萨根的要求而放置的)。它介绍了我们地球的情况,地球在银

  河系中的位置,以及人类的模样。⑤

  图10“先驱者  10号”和“先驱者  11号”上的金属饰板。

  继“先驱者  10号”和“先驱者  11号”之后进人太空的是

  “旅行者1号”和“旅行者2号”。它们也将在不久的将来离开我

  们太阳系进人星际空间。这两艘飞船各带有一张镀金唱片上面载

  有关于地球和人类的进一步的信息。唱片含有117种从世界各地

  收集的图形,描绘地球这颗行星和它上面的动物和植物;有54种

  语言的问候语,以及经过挑选的具有代表性的“地球之声”,包

  括90分钟的世界各国的音乐精选[莫扎特(Mozart)和巴赫

  (Bach)供可能倾向于古典音乐的外星人欣赏,伯雷(Chuck 

  Berry)的音乐则供喜欢边唱边跳的外星人听」。

  在本书最后一章里,我将详尽地讨论对人类来说,与外星生

  物接触究竟意味着什么。也许认识到在过去3.5亿年里,我们实

  际上是那些在寻找生命的外星文明的信标,这一点是十分令人沮

  丧的。在我们地球历史上的这些岁月中,任何技术水平与我们今

  日的水平相当的先进文明都有可能探测到我们大气层里蕴含着稠

  密的氧气。他们利用光谱分析,还会了解到我们的臭氧层。

  对有些人来说,这就进一步提供了证据,支持那种认为我们

  在宇宙中完全是独一无二的观点。怀疑论者说,假如真的存在其

  他的文明,他们当中有许多发展得比我们更早、更快,很长时间

  以来,他们一直在观察宇宙,那么为什么他们没有发现我们呢?

  前面我早已提到这个问题,我们将在第十章再回到这个话题,现

  在我们还是把注意力集中在另一项搜寻上。这项搜寻最近几年不

  断获得激励,有可能超过射电天文学家在探测来自其他世界的信

  号方面的努力。正当SETI研究人员把它们的仪器瞄准目标恒星,

  业余爱好者开始建立他们的家庭探测系统时,另外一些天文学家

  开始发现愈来愈多的环绕着遥远恒星转动的行星。哪里有行星,

  哪里就有可能存在生命。

  ___________

  ① 自然界利用辐射的方法有许多种。光合作用就是明显的

  例子。在光合作用中,植物利用特殊的辐射频率启动反应产生能

  量。在地球上,大多数生物都利用辐射来看东西,它们利用声波

  来听——这是又一个例子,说明信息如何通过“辐射”的方式,

  或者通过与电磁波谱范围内的辐射相似的波的形式传播。甚至像

  蝙蝠这样奇特的动物,它们虽然不能像我们一样“看见”东西,

  也会利用辐射操纵它们的“雷达”。

  ②严格地说,OH不是一种稳定的分子。在地球上它只是作为

  OH…而存在,称作羟基离子。

  ③25年多来,天文学家一直在观测宇宙中许多不同地方突然

  出现的能量暴。他们通过追寻抵达地球的γ射线(一种形式的电

  磁辐射)的残迹来探测这些能量暴。它们被认为是迄今所见的最

  强烈的爆发结果。试图解释这些γ射线暴的理论差不多有好几百

  种,其中包括认为它们可能是某个超级文明活动的结果。最近,

  仔细监测了一个这类γ射线暴,发现是由于一次强烈的爆发引起

  的。这场爆发在10分钟里产生的能量比我们太阳一生输出的全部

  能量还要多。天文学家正在积极地跟踪这个爆源,研究这一现象

  的成因,希望在更加持久地观测这一效应之后揭开这个谜。问题

  是没有人知道下一次爆发的时间和地点。

  ④ 这个联盟可以在因特网上找到,网址是

  seti1。setileague。org/homepg。htm它将为所有有兴趣建

  立自己的探测站的人提供帮助,并且根据要求提供软件。

  ⑤很可能到那时人类已经不复存在,或者我们自己成了星际

  旅行者。我们甚至可能在将来某个时间遇上我们早先发射的卫星,

  在它前往某颗遥远恒星的漫漫旅途中,我们赶上并超过了它

  第六章 伟大的行星寻猎

  “为什么,我有时候在早餐之前竟然相信了六件不可能的事。”

  ——刘易斯·;卡洛尔(Lewis Carrol)

  《艾丽斯镜中奇遇记》

  在一年之中不同的季节,仰望晴朗夜晚的天空,凭借肉眼可

  以看见三四颗行星。用一架小望远镜,你也许可以再多看见几颗,

  但是,直到1930年发现冥王星以后,人类才绘制出一张我们认为

  完整的行星系统图。它一共包括9颗行星和一条小行星带。时至

  今日,天文学家仍然在不断增加新发现的卫星和小行星的数目。

  我们毋需惊奇,直至1995年,科学家仍然没有明确的证据证明有

  行星在环绕其他遥远的恒星转动。尽管冥王星是我们太阳系里离

  我们最远的亲戚,那些恒星离我们却比冥王星还要远几千万倍。

  虽说还没有找到地外生命存在的证据,有关的突破性进展至少已

  表明我们的太阳系肯定不会是独一无二的。

  寻找我们太阳系以外的行星,大约始于50多年前(冥王星发

  现后不久)。由于距离非常遥远,所以使用当时的设备几乎没有

  可能发现清晰的证据。1983年,科学家找到一条有关太阳系外也

  存在行星的线索。那是他们用“红外天文卫星”研究的一组恒星

  发射的、出乎始料的电磁辐射。天文学家逐渐得出结论:这种不

  规则性是被观测恒星周围的尘埃云引起的。由于这类尘埃云表征

  着行星的形成,所以,即使是这一相对来说比较小的发现也足以

  激起好几个小组作进一步探测的兴趣。现在研究人员正在用强有

  力的哈勃望远镜不断发现新的尘埃云。哈勃望远镜自从安装以来,

  已经发现了几颗邻近的恒星,并被用以观测这些恒星周围的尘埃

  云。

  这些尘埃云最初被发现后不久,美国天文学家沃尔兹森

  (Aleksander Wolszczan)在波多黎各用阿雷西博射电望远镜探

  测到天空中一组不寻常的天体。这一发现又进一步燃起了人们寻

  找行星的希望。当时,沃尔兹森正在研究脉冲星。脉冲星就像我

  们在上一章里所介绍的那样,是超密的中子星——超新星遗留下

  来的星体残骸。中子星自转的速度非常快。它自转时就像灯塔那

  样向茫茫太空发射无线电波脉冲。沃尔兹森注意到他研究的星体

  中有一个称做 PSR 1257+12的,在不规则地发射脉冲。经过进

  一步研究,包括计算脉冲变化的程度,他得出结论:有2颗(或

  许3颗)行星在环绕这颗中子星旋转,他确信这两颗星的质量大

  约是地球的3倍。可能存在的第三颗星也许比较小,大小相当于

  我们的月亮,在离这颗中子星较近的轨道上转动。

  虽然这本身是个重大发现,但对那些正在寻找地外生命的人

  却鼓舞不大。围绕脉冲星 PSR 1257+12转动的行星只可能在这

  颗超新星之后形成。理由很简单,超新星爆发会把附近的物质全

  都还原为某种由基本粒子组成的“汤”。因此,即使我们忽略脉

  冲星发射的很强的电磁辐射和周围环境的不稳定性,沃尔兹森发

  现的行星也太年青,无法形成生命。

  但是,这项发现为后来意义更加重大的发现奠定了基础。在

  探测围绕一颗常规的恒星转动的行星这方面,真正实质性突破的

  发现是在1995年。当时正在瑞士日内瓦天文台工作的梅厄

  (Michel Mayor)及其学生奎洛兹(Didier Queloz)公开宣布

  了他们的研究结果。这是研究一小群从宇宙学意义上来说距离我

  们太阳系比较近的恒星所达到的顶峰。

  就像科学上的许多重大发现一样,太阳系外的第一颗行星之

  发现纯属偶然。梅厄和奎洛兹当时并未积极寻找新的行星,他们

  是在研究被称作“褐矮星”的奇特星体。

  褐矮星是衰亡的恒星。恒星由气体和尘埃云形成。它们聚集

  在一起产生一个自我支持系统。恒星通过核聚变产生热量。但是,

  核聚变过程要在几十亿年的时间里持续地产生能量,星体的大小

  和密度就必须达到某个下限。褐矮星可以被认为是介乎恒星和行

  星之间的星体,或者看做不发光的恒星。虽说有时候很难区分某

  些恒星、某些褐矮星和某些行星,但是根据经验,目前观察到的

  所有褐矮星的大小至少是木星的30倍(尽管木星是我们太阳系里

  最大的行星,它也只有太阳大小的1/l000 。另外,褐矮星全都

  由气体组成(这像恒星),而像木星和土星这样的行星虽然大部

  分是气体,却具有坚实的固态核心(实际上,木星也发射能量,

  只不过与恒星相比微不足道,比任何观察到的褐矮星产生的也要

  少得多)。

  为了发现褐矮星,梅厄和奎洛兹采用了在温哥华的不列颠哥

  伦比亚大学工作的另一位天文学家沃尔克(Gordon Walker)发

  明的技术。梅厄和奎洛兹有所发现时,沃尔克寻找环绕遥远恒星

  转动的行星几乎已有12年之久。沃尔克专注于最靠近我们太阳系

  的21颗恒星,发明了一种探测方法。这种方法被非正式地称作

  “晃动”(Wobble)技术。

  如我们所知,我们根本不可能看见像太阳系外环绕着遥远恒

  星转动的行星或者甚至比它们大得多的褐矮星这类天体,因为它

  们离我们实在太遥远了。恒星之所以看得见,是因为它们发射巨

  额的电磁辐射。像地球这样由岩石组成的固态行星只能反射附近

  恒星发出的光。尽管气体行星和褐矮星也产生少量的能量(不是

  通过聚变的方法),但是人们从地球上也只能通过它们反射自己

  那颗恒星的光才能观测到它们。

  我们用肉眼可以看见我们太阳系的一些行星,但是还有些行

  星的轨道距离太阳实在太远,不用望远镜是无法看到的。事实上,

  天王星(在晴朗无月的夜晚,用肉眼勉强可以看见的一个针孔大

  小的模糊光点)是赫歇尔(Wlliam Herschel)在1781年发现的。

  天王星围绕太阳转动的轨道距离太阳平均为17.9亿英里(29亿

  千米)。以寻常眼光来看,这确实是非常遥远。可是,它只是离

  我们最近的恒星的距离的 1/14 000。海王星距离我们比天王星

  更加遥远,用肉眼是看不见的,直到1846年才在柏林一个天文台

  用望远镜发现它。太阳系外的行星与我们太阳系外缘的那些行星

  距离上的巨大差异并不是唯一要考虑的问题。任何一颗环绕遥远

  恒星转动的行星,其微弱的反射光都会被它那颗恒星所发射的强

  烈电磁辐射淹没。这只需想象一下,要在几千米以外的地方辨清

  一个在探照灯旁边飞舞的萤火虫有多么困难就行了。

  因此,对于寻找环绕遥远恒星转动的行星的天文学家来说,

  直截了当地进行光学观测无济于事。晃动技术的工作原理与直接

  光学观测截然不同。当天文学家说他们发现了环绕其他恒星转动

  的行星时,他们的意思是观测到了由于这些行星的存在而对其附

  近的恒星产生的引力作用,一种引起该恒星在其预定路径附近微

  微晃动的效应。他们是如何测定的呢?

  科学家利用一种称为“红移”的效应来测量星系的距离。这

  一概念源自一位奥地利科学家多普勒(Christian Johann Doppler)

  的研究成果。多普勒在1842年预
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