最新太空望遠鏡尋找「三體星」以遠的智慧生命
中國作家劉慈欣轟動一時的科幻小說《三體》中描寫了住在距離太陽系4光年外的半人馬座裏面的"三體星"文明。現在美國航天局計劃發射能夠探測39光年以外智慧生命跡象的太空望遠鏡。
詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）有一個直徑6.5米，分成18面鏡片的主鏡。 這部曾獲科幻文學作品的雨果獎，英譯本成為暢銷書的《三體》裏面還提到描述宇宙叢林法則的"黑暗森林"理論以及宇宙社會學，引起讀者極大興趣。 BBC科學撰稿人尼科爾斯博士（Jonathan Nichols）說，美國宇航局的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）一旦進入軌道位置，在距離地球150萬公里處圍繞太陽運行，將帶來一場天文學革命。不過即使按照目前的計劃，能在2021年發射這種紅外線太空望遠鏡，這個時間也比原定計劃晚了14年。 美國航天局說，這種望遠鏡能夠"回溯時間，看到早期宇宙中形成的第一個星系。似乎這還不夠，科學家現在甚至推測說，最終將接替著名的哈勃空間望遠鏡的新型望遠鏡帶有有6.5米的金色反光鏡和極其敏感的照相機，因此它還具有另外一個神奇的功能。 如果地球上的所有生命明天消失，那麼我們的大氣層也會發生變化。 詹姆斯·韋伯空間望遠鏡還能夠探測到外星生命跡象，能夠測出是否繞行附近恆星的行星大氣是否由於生命存在而發生了改變。 尼科爾斯博士說，儘管如此，在2011年這個項目幾乎被美國政府取消。主要的原因可能是其高昂的費用。預計望遠鏡的費用將高達100億美元，而不是最初計劃的10億美元。 華盛頓大學的研究人員建議利用這個望遠鏡進行"生命探測"觀察，他們對此前景感到振奮。 如何探測外星生命 華盛頓大學的天文學家約書亞·克里桑森-托頓（Joshua Krissansen-Totton）及其研究小組成員在研究這種望遠鏡是否能夠在附近恆星周圍的行星大氣中探測到所謂的"生物標記"。 克里桑森-托頓說，「我們能夠在今後幾年中進行這種探測生命的觀察。因為JWST望遠鏡對光線十分敏感，它能夠測到所謂的"大氣化學不平衡」。 這個術語十分拗口，但尼科爾斯博士說，這是個由來以久的概念，著名的英國科學家詹姆斯·洛夫洛克和美國天文學家卡爾·薩根都提到過這種概念。 其原理是，如果地球上的所有生命明天消失，那麼我們大氣中許多氣體就會經過自然的化學反應，大氣會緩慢地恢復到不同的化學混合。 但是地球上的有機物不停地阻止地球大氣回到這種狀態，因為有機物生存其間不停地向大氣排放廢氣。 因此尋找氧氣跡象（或其化學相關物臭氧）一直被認為是發現生命的途徑。但是也不能依賴以下假設，即外星生命和我們一樣按照同樣的生物學法則生活。 外星生命可能不一樣。因此評估大氣化學不平衡，尋找其它氣體，弄清從某個行星大氣"正常"狀況偏離的程度，這可能是發現某種外星生命的關鍵。 環繞另外一個恆星運行的行星的大氣構成可能用光測量，在這顆行星穿過地球和它的恆星中間的時候，仔細測量星光的微弱變暗程度就能弄清其大氣構成。 光線不同的波長，顏色和強弱能夠顯示行星大氣的不同氣體的的化學構成。 尼科爾斯博士說，2017年發現TRAPPIST-1恆星曾引起轟動，因為當時人們發現這顆恆星周圍有7個像地球大小的行星 比"三體星"更遠 如果用望遠鏡觀測名為TRAPPIST-1的像木星大小的恆星的行星，克里桑森－托頓對此作了模擬數據研究。這是一顆距離太陽系39.6光年的恆星。而在《三體》小說中想像的距離太陽系最近的外星文明只有4光年之遙。 尼科爾斯博士說，這個恆星在2017年曾引起轟動，因為當時人們發現這顆恆星周圍有7個像地球大小的行星，其中幾個行星上面還有液態水，因此可能有生命存活的可能性很大。 華盛頓大學的研究人員預計，詹姆斯·韋伯空間望遠鏡能探測到那個恆星的第四個行星TRAPPIST-1e的大氣中甲烷和二氧化碳的多少，測量方法是根據不同氣體對不同波長光線的影響，測出氣體的多少。 克里桑森-托頓解釋說，一旦做過上述測量，就能提出以下問題：測量的結果能不能用任何已知的非生物過程來解釋？ 他說，行星大氣，包括地球的大氣，受到許多非生物過程的影響，諸如火山活動。因此如果TRAPPIST-1e行星的大氣被發現反常，而且研究人員可以排除非生物的影響，然後他們就能宣佈存在外星生命。 詹姆斯·韋伯空間望遠鏡這種"新一代太空望遠鏡"以美國航天局第二任局長詹姆斯·韋伯的名字命名。詹姆斯·韋伯在1961-68年曾主持阿波羅計劃等一系列美國重要的太空探測項目。 劉慈欣在《三體》中也對費米悖論做了自己的解讀，他把宇宙比作"一座黑暗森林，每個文明都是帶槍的獵人"。 詹姆斯·韋伯空間望遠鏡是以美國航天局為主，歐洲和加拿大太空機構參與合作的聯合項目。尼科爾斯博士是英國萊斯特大學的行星專家以及2018年英國科學聯合會的媒體研究員。 宇宙生命與科幻 2009年發射的開普勒宇宙太空實驗室發現，銀河系中和地球大小相近的行星，以合適的距離，圍繞著同太陽大小相仿的恆星旋轉的行星可能有十多億。而廣袤的宇宙裏面有1000億個類似銀河系的星系。照此推理，宇宙中像地球這樣適合生命居住的行星應該多得不能勝數，但人類為什麼還沒有找到外星人呢？ 這個問題就是費米悖論（Fermi paradox）的意思，即宇宙中外星生命存在可能很高的估計以及缺乏外星生命存在的證據之間存在不能解釋的矛盾。 有調查說，過半地球人相信有外星人存在。以外星人為題材的科幻作品，諸如外星人，火星人，異物，阿凡達等電影，以及中國暢銷科幻小說《三體》都吸引了大量票房和讀者。 但是最近研究人員說，人類可能是可認知宇宙中唯一的智慧生命。這個結論讓然會讓科幻迷，外星文明的粉絲大失所望。多國研究人員最近發表的研究涉及費米悖論（Fermi paradox）以及為什麼宇宙中似乎只有人類存在的問題。研究人員現在認為，人類在我們自己的銀河系中是唯一生命的機率高達30%。 劉慈欣在《三體》中也對費米悖論做了自己的解讀。他把宇宙比作"一座黑暗森林，每個文明都是帶槍的獵人"，像幽靈一般在林中潛行的獵人，擔心被別人髮現，彼此恐懼… 因此宇宙文明只要彼此發現，最可能發生的事情不是打招呼問好，而是要消滅對方以求不被消滅。