陈建生：寻找第二个地球

作者：陈建生来源：《北京青年报》发布时间：2012年03月13日点击数： ( 字体：小大 )

陈建生（资料图）

　　■提要

　　在茫茫的宇宙当中寻找类似地球这样适合生命繁衍的行星是十分艰难的，科学技术的进步和人类不屈不挠的精神使得我们正在不断地接近这个目标，但是即使找到了这样的星球，最近也是离我们几个光年，少数去几个人可能，要把地球上几十亿人都搬过去是不太可能的。所以有幸生活在地球上的人们，应当共同担负起保护地球的神圣责任，让宇宙中人类这个高贵的物种多延续几代。

　　■主办：北京市科学技术协会

　　■协办：北京科普发展中心嘉星一族、首都图书馆

　　■时间：2011年12月

　　■地点：首都图书馆

　　■主题：寻找第二个地球

　　■主讲人：陈建生（天文物理学家、中国科学院院士、中科院国家天文台研究员）

　　■开普勒-22b能成为第二个地球吗？

　　2011年12月，美国宇航局所属的开普勒空间望远镜确认了一颗行星，它位于所谓的“可居住带”中，并且围绕一颗和我们的太阳非常相似的恒星公转。这颗系外行星被命名为开普勒-22b（Kepler-22b）。那么这就引起了“第二个地球”的问题，这颗22b也能适合人类生存吗？

　　在这个问题上，到2011年2月为止，科学家共发现了54颗位于可居住带的系外行星候选体，22b是首颗得到确认的。但是寻找第二个地球，这件事情并不是那么简单，实际上人类离真正找到第二个地球，路程还非常遥远。22b会不会成为第二个地球，还有很多未知数。

　　大家知道宇宙当中有几千亿个银河系，每一个银河系差不多有一千亿个太阳，把这两个数乘在一起，宇宙当中大概会有十的二十三次方个“太阳”。像太阳这样会发光的恒星，我们所居住的银河系里面大概就有两千亿个。太阳并不在银河系的中心，而是在从中心到边缘三分之一的地方，并不是一个很耀眼的位置。

　　假如说我们能够跑到银河系比较遥远的一个恒星上来看太阳的话，实际上太阳系也就消失在茫茫繁星之中，是一个很不起眼的点；如果我们的飞船很靠近土星，回过头来拍地球，看到的地球只是一个光点；那么要是从月亮上来看地球呢？它就像我们从地球上看月亮那样大了。地球虽然在茫茫宇宙当中是并不起眼的一个星球，但是上面却存在非常美丽的家园，繁花似锦，绿树成荫，还有我们人造的文明。

　　既然说22b很像地球，我们就先来看看，地球究竟是什么样一个星球？为什么在地球上适合生命的繁衍？然后我们回过来再来看22b是不是具备这些条件。

　　■为什么地球适合生命繁衍？

　　第一个判据就是可居住带。就是这个行星和它自己的母星（恒星），在一个非常合适的距离上，太近就太热，太远就太冷，那么不近不远的地方最适合生命繁衍。你看，太阳有九大行星（当然冥王星后来被降格为矮行星，不再是大行星了），最里头是水星，而火星又远了一点，地球刚好处在这样一个温度合适的地带，就可居住。

　　除了距离合适以外，地球还有合适的质量。地球的质量如果比现在小，像火星那样，它的引力就不够大，就不可能吸引住一个比较合适的大气，所以火星上基本没有大气，因为大气里面的分子都逃逸掉了。一个没有大气的行星是很难有生命的，首先白天太阳会直接照射到表面，温度非常高而且紫外线非常强，没有大气的话就没法阻挡一些高能粒子对它表面上的生命进行轰击；到了夜晚，由于没有大气，产生温室效应，散热又散得太快，变得非常冷。

　　地球绕太阳的公转轨道，几乎是圆轨道，地球绕太阳转一圈，离太阳最近、最远的两个点的距离只差1%，这就使得地球差不多是整个轨道周期上都在可居住带。假如这是个非常椭圆的轨道，有些地方离太阳非常远，有些非常近，那么在绕日一周的轨道周期当中，就不可能每一个点都在可居住带上，也就是说不可能时常保持一个很合适的温度。地球上温度比较稳定，就是圆轨道造成的。

　　另外地球有自转。地球的自转周期是很好的，24小时转一圈，使得东西两半球都有机会被太阳晒着，温度不会差太多。要是没有这个自转的话，地球就是个阴阳球，对着太阳那一面非常热，背着太阳那一面非常冷。

　　地球还有个很合适的轨道倾角。就是说地球的自转轴跟地球绕太阳的公转轴之间有一个夹角，差不多二十三度多一点，我们叫它黄赤交角。这个是什么意思呢？就是地球有半年的时间太阳是处在北半球，另外半年时间在南半球。有些行星的交角，比方说天王星有97度，就没有这种好条件了。

　　地球还有合适的密度。地球是一个岩石型的行星，而木星是一个气体型的行星。地球的平均密度是五克左右每立方厘米，这个密度差不多是岩石的两倍，人可以行走，可以盖房子，修铁路。而木星的密度是0.69克，比水的密度还低，所以你不可能设想在木星上盖房子，人也站不住。

　　另外，地球有磁场。指南针发明出来，可以指向，但磁场不仅是用来指向的。太阳虽然会送来光和热，但是它也发出一些高能粒子。大家知道，高能粒子对身体是有伤害的，你不能够天天去照X光，而比X射线厉害得多得多的射线有的是，比如说伽马射线，还有一些能量很大很高的粒子，如果轰炸到地球上来，那么生命是很难活下去的。那么靠什么来保护我们呢？磁场。来自宇宙的高能的带电粒子进了磁场以后就会被它拽住，这样它就进不了大气圈了，它就在地球上空的电离层里面打转，所以地球磁场是我们的保护层。

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