如果《流浪地球》真的发生,我们新的家园在哪里? @“地球2.0”首席科学家葛健丨-V

2023-03-07 15:49

原创 张悦 上海科技

如果有一天人类

不得不开启“流浪地球”的纪元,

我们该前往何方?

人类在茫茫宇宙中,

可以有第二个家园吗?

宇宙中还有第二个文明吗?

“我认为地外生命非常大可能是存在的。”

中国科学院空间先导“地球2.0”科学卫星背景型号研究的创始人和首席科学家、中国科学院上海天文台讲席教授葛健在接受上海科技采访时表示:“如果一切进展顺利,我们将于2026年底发射地球2.0科学卫星到距离地球约150万公里的L2轨道上,并于2027年夏天开始地球2.0的搜寻工作。”

艺术家Don Davis按照葛健的想象所绘制的瓦肯星的艺术想象图

作为全球首位找到系外行星的华裔科学家、达摩近邻宜居行星巡天的创始人和首席科学家、科幻片《星际迷航》中的瓦肯星系外行星的发现者,葛健于2018年受邀来到中科院上海天文台开展调研探讨。

“研究空间科学,

上海有极大的优势和潜力。”

葛健谈道,上海在空间科学方面

有巨大的资源禀赋,

仰望星空与人类的自我认知、

未来发展等方面也密切相关,

“推动空间科学,

对上海市的发展,也将非常有利。”

“上海特别适合搞空间天文卫星这一块”

“2009年以后我就开始留意了美国的开普勒望远镜,他们的核心目标是采用凌星法寻找系外行星,包括地球2.0。”葛健介绍道,凌星法,即利用行星经过恒星的前面对恒星的遮挡(凌日)造成恒星的光度变化来发现系外行星。

但在2014年,开普勒卫星的控制望远镜指向的两个飞轮失去工作能力,望远镜无法再继续凝视开普勒的原定天区探测系外行星。到此为止开普勒没能找到地球2.0,结果功亏一篑。

葛健介绍道,开普勒没有找到地球2.0,除了飞轮失去工作能力外,还有两个原因:

一是恒星活动(黑子、耀斑等)比预计的更加强烈,产生的噪声大,容易出现假的凌日信号,难以探测非常小的行星凌星信号;

二是开普勒望远镜的视场不够大。

“自那时起,我就开始思考

我们该如何寻找地球2.0”

2017年底,中科院上海天文台邀请葛健进行访问交流,葛健先后走访了中科院上海技术物理研究所、上海微小卫星研究院等科研机构,他发现:上海特别适合搞空间天文卫星这一块。

“在访问过程中,我发现上海聚集了一批颇具实力的空间技术的科研机构,涉及卫星、光学、仪器等诸多领域,我于是建议天文台把空间技术利用起来,向空间科学发展。”

同时,葛健将自己沉淀多年的研究设想一并提出,从而形成了“地球2.0”这个方案。

2019年9月下旬,中国科学院先导项目征集未来科学卫星想法,葛健就向上海天文台提出了“宽视场开普勒计划”,这个计划成为了“地球2.0”的起点。

“人生的好多东西是不确定的,

有时就是机会来了,逮住了。”

预期发现15个左右的地球2.0候选者

“我今后长大了,就要研究这天上的星星。”高中毕业的篝火晚会上被同学问及梦想的葛健曾指着天空这样说道。

葛健对于天文的兴趣,萌蘖于孩童的好奇心,成长于故事与科普之中,“妈妈是老师,善于讲故事。”在中国民间传说中,有着各种天上与人间的想象,这是人类固有的想象,“这些东西是会激发孩子的思考的——太空中到底有没有高等智慧生命。”

13岁那年,葛健的表姐夫赠送了他一本伽莫夫的科普经典著作《从一到无穷大》,葛健拿到这本书的时候,许多东西还看不懂,但他印象非常深刻这本书的最后两章介绍了宇宙和太阳系起源的几种猜想。

“在小的时候,

我的心底就种下了一颗爱好天文的种子。”

1995年,人类第一次找到系外行星,此时,正在美国攻读博士学位的葛健,听到这一消息,立刻产生对这个项目的兴趣。

1998年,葛健获得博士学位,他本可以沿着博士阶段跟着导师的研究路线继续前进,但他选择了另起炉灶——寻找系外行星。

2006年,葛健首次使用全新光干涉光谱仪通过视向速度发现一颗较年轻恒星周围的热木星,他因此成为了第一位发现系外行星的华人科学家。

择一业,终一生,成一事。

葛健于2006年发现的一颗较年轻恒星周围的热木星

与此前美国开普勒项目、

欧洲的PLATO项目相比,

地球2.0项目(又称“ET项目”)独到的创新之处

是结合广角光学设计

和先进的大靶面CMOS探测器技术,

即集成技术的优势,

使得ET项目的搜寻地球2.0能力

是开普勒的约15倍,

PLATO的约8倍。

这就大大增加了ET探测到地球2.0的概率。

据葛健介绍,近年来,我国国产天文大靶面CMOS芯片技术快速进步,但这个传感器还没有在太空环境中实现过超高精度测光。“我们打算今年底通过卫星搭载在太空验证CMOS高精度测光的能力。”

“如果一切进展顺利,我们将于2026年底发射地球2.0科学卫星到距离地球约150万公里的L2轨道上,经过3个月的飞行和另外3个月的在轨调试观测等,将于2027年夏天开始地球2.0的搜寻工作。”葛健说道,“第一批几个地球2.0的候选者很可能在2029年夏会发现,但需要到2031年夏,经过四年搜寻,我们预期能发现大约15个左右的的地球2.0的候选者。”

葛健与达摩望远镜的合影

是选择“不要回答”,还是选择主动寻找?

谈到寻找地球2.0和地外生命,不可避免地就会想起著名科幻作家刘慈欣曾在《三体》中描绘的场景——宇宙中存在着“黑暗森林”的法则,面对地外生命,“不要回答”可能是更好的做法。

但在葛健看来,却并不如此:

“如果宇宙的确存在高等智慧文明,

那么对这些宇宙文明间的交流的看法,

就我个人而言,

持有的观点和《三体》完全不同。”

葛健谈道,生命的产生具有相当大的偶然性,且星球环境可能十分迥异,这就决定了另一个地球2.0上的生命可能完全有不同种的氨基酸组成的生命体,地球上的生物就不太可能成为外星人的食物链的上下游。

另一方面,化石燃料的推动力无法支持短时间内到达另一个具有高等智慧的地球2.0,因此,有星际航行能力的智慧生命多半使用可以把约1%的物质转换成能量的可控核聚变的发动机,这样的文明的技术将远远超过人类的现在技术,我们无法向他们提供他们需要的能源。

“再次,从我们人类文明的发展史看,越早期的发展越充满血腥,人类智慧的发展的总趋势将更加理解、平衡和包容。”葛健说道,“我相信外星文明也必将走向这个道路,否则在还没有发现人类前就多半自我毁灭了。因此,我的看法是,我们不需要担心惊扰外星人,我们应该积极地去寻找地球2.0,以及有高等智慧的地球2.0。”

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原标题:《如果《流浪地球》真的发生,我们新的家园在哪里? @“地球2.0”首席科学家葛健》

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