当我们发现地球 2.0 时，接下来会发生什么？

当我在撰写或进行关于系外行星——即环绕其他恒星运行的 alien 世界——的公开演讲时，我被问到的最常见的问题是：“我们什么时候能找到另一个地球？”

这是一个好问题。正如我们所了解的，太空充满了各种各样截然不同的世界，人们自然会想知道是否存在地球 2.0，或者它们是否都是真正的、名副其实的 alien。

我们的星系，银河系，拥有数千亿颗恒星。最近对本地恒星的普查显示，行星出现的频率至少与恒星一样高，因此仅在我们星系中就可能存在数万亿颗行星。当然，实际上，这并不意味着每颗恒星都有一颗行星；而是一些恒星没有任何行星，另一些则拥有大量的太阳系。

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系外行星的类型令人眼花缭乱，有些非常奇异：行星像木星一样大，但掠过其主恒星的表面，以至于灼热的热量剥离了它们的大气层，将它们变成巨型彗星；世界比地球大，但比海王星小，尽管我们的太阳系缺乏这种行星，但它们却是最常见的系外行星类型；以及可能下铁雨的行星。怪异的行星比比皆是。

而且，是的，这个列表包括许多地球大小的世界。在迄今为止发现的约 5,500 颗系外行星中，约有 100 颗大小与我们的家园行星相近。但是，地球不仅仅只有大小。

如果您正在寻找一个完全相同的复制品——例如，具有地球的大小、质量和成分，以及可呼吸的空气和可饮用的水——那么这些几率看起来非常渺茫。行星形成涉及许多随机变量，这些变量会影响行星的形成和随时间演化。即使是很小的变化也会导致截然不同的行星演化，而且许多这些变量会相互作用。例如，一颗比地球稍热的行星——可能围绕一颗更热的恒星运行或更靠近一颗较冷的恒星——可能会最终产生失控的温室效应，从而沸腾其海洋，并最终将其干燥的表面加热到铅的熔点。我们之所以幸免于难，只是因为金星的恩典。

正如我们现在所经历的那样，即使大气中二氧化碳的相对较小变化也会对全球环境产生深远的影响。仅此因素可能不会使地球不适宜居住，但这些变化发生得足够迅速，以至于它们正在使情况变得非常不舒服。

最重要的是，地球并不总是像我们理解的那样类地。在 20 亿年的时间里，我们的世界缺乏我们认为可呼吸的大气层，并且只有通过一场灾难性的环境变化，游离氧才变得可用。我们的星球也可能经历过至少一次完全冰川期，即假想的“雪球地球”时代。尽管最后一个想法存在争议，但很明显，在很长一段时间里，地球并不是我们现在所知的温和家园。

此外，科学界越来越认同这样一种观点，即火星曾经比其目前稀薄的大气层和干燥的表面所暗示的更宜居。几十亿年前，它可能更像现在的地球，而不是当时的地球。甚至金星——现在是一个相当令人信服的地狱版本——也可能曾经宜居。

即使是宜居性的概念也比您想象的更模糊。外太阳系中存在冰冷的卫星，其冰冻表面下有液态水海洋，以及其他可能有利于生命存在的条件。永恒的黑暗和略高于冰点的温度听起来可能不像伊甸园，但对于在那里进化的生命来说，这可能是天堂。

所有这一切都是为了说明我们认为我们还没有找到一颗绕另一颗恒星运行的行星，它与地球完全一样。首先，我们对这些世界的大气层和化学成分了解不足，无法判断它们是否像地球。在前面提到的 100 颗地球大小的系外行星中，只有三颗也具有大致地球的质量，并从其主恒星接收到大致相同数量的光和热。三颗。这是一个很小的比例，但公平地说，我们目前的发现方法更擅长发现大的、热的行星。像我们自己的行星这样小的、温和的行星更难被发现。

但是方法一直在改进，我们可能不必等待太久，天文学家就会宣布他们已经在恒星中找到了一个地球的类似物。当我们找到时，接下来会发生什么？

这不像我们可以去那里。我们没有可以用来曲速飞往最近的地球 2.0 的企业号宇宙飞船，而且没有超光速旅行，这将是一次漫长的旅程。即使是有史以来发射的最快的宇宙飞船也需要近一千年的时间才能到达最近的恒星系统，比邻星（它实际上确实拥有一颗地球大小的行星，可能——可能——在我们可接受的范围之内）。最好带上午餐。

如此多的科幻电影告诉我们，我们需要撤离地球，这已经成为一种老套的情节。但这个想法更多的是科幻而非科学；然而，人类每年增加 7000 多万人。您每天需要发射 2,000 艘 SpaceX 星舰才能跟上这种增长，即使忽略掉不太有用的旅行时间也是如此。通过星际移民来缓解人口压力是行不通的。

建立定居点也是一项艰巨的任务。我们甚至不真正知道如何在近地轨道、月球或火星上做到这一点。即使我们能够轻松到达外星地球，我们也离能够在那里建立商店还差得很远。

当有人问我关于地球 2.0 的问题时，问题中隐含的部分是我们是否可以前往那里并在那里生活。简单来说，我们不能。那么，如果我们不能去，为什么要寻找呢？

因为——用一句可能杜撰的回答来回应一个类似的问题——它可能就在那里。我们寻找是因为我们想知道。

寻找地球克隆体并不是系外行星科学的重点——但实际上它在某种程度上是。从科学上讲，我们寻找其他行星是因为我们想了解它们是如何形成的，条件如何改变它们的物理特性，以及它们与我们太阳系中的行星有何不同或相似。

但在情感上，我们渴望看到另一个暗淡蓝点出现在太空深处，知道在某个地方、某个时候，条件恰到好处地复制——或至少类似于——我们如此熟悉的条件。当然，仅仅知道它在那里就会深刻地改变我们看待宇宙和我们在宇宙中的位置的方式。这样的发现也将帮助我们更好地了解地球。

它也可能帮助我们回答人类有史以来最基本的问题：我们是如何来到这里的？千百年来，这个问题激发了推测、神话、宗教和哲学。当一个遥远的蓝白色世界悬停在目镜中时，它就变成了科学。可知的。然后我们就可以，也许，进一步放纵自己。如果我们找到另一个宜居的世界，我们可以大胆地打开通往下一个重大问题的大门：我们是孤独的吗？

这是一篇观点和分析文章，作者或作者表达的观点不一定代表 大众科学的观点。