太陽為地球上的生命提供了光和熱,但正如萬物都要經歷“生老病死”一樣,太陽也有“老去”的一天。50億年以后,當太陽上的氫消耗殆盡,太陽就會逐漸膨脹成一顆紅巨星,最終爆炸、消亡,作為其行星的地球也會被吞噬。
如果目前的住所不再適合居住,人類的第一想法肯定是搬家。我們的地球家園距離太陽不遠也不近,其公轉軌道正好落在一個最佳的位置,可謂天時地利。雖然宇宙中有數不盡的星球,但要找到一顆人類能到達、各項條件都如地球一般“得天獨厚”的星球,絕非易事。
首先,生命離不開水,搜尋宜居星球的實質,就是搜尋含有大量液態(tài)水的星球??茖W研究表明,適合人類居住的星球必須是“陸地型行星”(或稱“類地行星”)、“海洋型行星”(星球上存在大量的液態(tài)水)。還有一個條件就是行星到其中心恒星(如太陽)的距離要合適。比如,太陽系內存在液態(tài)水的區(qū)域僅限于金星公轉軌道和火星公轉軌道之間的這個狹窄環(huán)形帶,科學家們把這個區(qū)域叫做“生命宜居帶”。地球恰好就位于這個宜居帶之內。人類的“新家”也必須在這樣的宜居帶里。
我們再往宇宙深處看一看。銀河系里也有一個“生命宜居帶”,太陽系正好位于其中。處在銀河系生命宜居帶里的恒星,質量不能太大、壽命不能太短、溫度不能太高,圍繞這樣的恒星運轉的行星,才有望“入選”人類宜居星球。研究認為,大約46億年前的太陽要比現在暗大約30%,因此,早期的地球曾處于冰凍狀態(tài)。隨著太陽溫度的升高,地球表面逐漸解凍繼而有了水氣循環(huán),才有了之后生機勃勃的世界。
此外,巨型氣態(tài)行星(巨行星)是宜居星球的“保護神”。對于多顆行星圍繞一顆恒星公轉的星系而言,巨行星在塑造和保持各個行星公轉軌道方面發(fā)揮著重要的作用。不僅如此,巨行星還是其他行星的“保護傘”。在太陽系中,巨行星木星和土星實際上充當著地球的“保鏢”。美國華盛頓大學天文學家的研究顯示,在數億年前,有許多來自太陽系邊緣的較大彗星朝向地球運行,但是它們均被木星和土星這兩顆巨行星“抵擋”,使得地球沒有遭受毀滅性的撞擊,生命才得以延續(xù)至今。
此外,尋找宜居星球,人類還需要掌握足夠先進的飛行技術,將整個種族帶離太陽系。在飛行過程中,如何挨過漫長的星際旅途?是利用“休眠”“冷凍”等黑科技延長人類的壽命?還是想方設法提高飛行器的速度?……這些都是挑戰(zhàn)人類現有技術的一系列問題。
地球是如此的獨特,才有了孕育豐富物種的可能性;人類又是如此幸運,能夠繁衍于這樣一個生機盎然的星球上。所以,我們需要細心呵護這個美好的家園,否則,太陽變成紅巨星的那一天就會提早到來。
(李 良 作者為中國科普作家演講團專業(yè)委員)