开普勒-452b如何发现? “太空望远镜凝视一块天区持续观测,通过凌星现象,加以精确的恒星模型推断,可以测定行星和恒星的相对大小,以及行星本身的参数。”中国科学院国家天文台研究员平劲松告诉记者,这是开普勒望远镜寻找太阳系外行星的主要方法。 平劲松进一步阐释说,太空望远镜凝视着天鹅座星域时,通过高灵敏度、可以精确捕捉光度变化的太空望远镜进行探测,开普勒-452b绕着一颗恒星旋转,每转一圈就会恰好从恒星前方经过一次,遮挡住那颗恒星射向地球的一部分星光。于是在地球上看起来,这颗恒星的亮度每隔一段时间就会在短时间内突然变暗一些,这种现象被称为凌星。而恒星短时间变暗呈现出周期性的现象,可能就意味着这颗恒星的周边存在这样一颗行星。 中国科学院国家天文台副研究员郑永春告诉记者,因为行星本身不发光,太空望远镜其实根本看不到这颗行星,但通过凌星观测,可以测出开普勒-452b的直径和绕恒星运行的轨道参数,这也是天文学家目前唯一能够确定的、有关这颗行星本身的参数。郑永春举例说,反之从开普勒-452b行星上寻找地球,也是一样的计算方法。而关于这颗行星其他重要参数,比如物质构成、气温等数据,从当前的观测研究手段来讲,天文学家现在还不能获知。 开普勒-452b上有没有生命? 针对网友们最好奇的“开普勒-452b上有没有生命”问题,平劲松表示,当前还不能确定有没有生命,但从恒星系统的类地球模式进行理论推算,存在可能性。根据美国航天局公布的信息显示,天文学家准确测定开普勒-452b的公转周期为385天。据此,天文学家能够计算它到恒星的距离,位于所谓的“宜居带”,理论上该行星表面会有适宜生命存在的液态水和大气。 平劲松进一步阐释说,通过模型计算,开普勒-452b和地球一样,距离各自的恒星不远不近,即不至于天寒地冻水凝成冰,也不至于天燥地热水蒸成气。然而,一颗行星就算处在宜居带内,也不能完全保证有生命存在,这只是当前的理论推算。郑永春告诉记者,1400光年的距离,按照当前地球上最快的飞行器速度,到达这颗行星也需要上千万年,对于具体生命探测、移民该星球尚不具有现实意义。 寻找一个遥远的“另一个地球”有何意义? 平劲松等天文学家表示,当前人类探索外太空寻找类地行星,对于解释地球的起源和生命的起源,以及寻找适合人类生存的星球具有科学价值。美国航天局将开普勒—452b行星形容为地球的“大表哥”,其直径比地球大60%,公转周期385天,位于温度条件适宜、理论上有望保有液态水的恒星系统宜居带。此外,其绕转的母恒星开普勒—452也与太阳相似,其60亿岁的年龄比太阳年长15亿岁。专家推测,围绕它运行的系外行星开普勒—452b的年龄也应当与之接近。 “通过人类探测发现的众多类地行星,诸如人类发现的‘小表弟’和‘大表哥’等类地行星,可以对比参照研究地球的过去和未来,尤其是通过‘大表哥’,可以让我们看到地球未来的景象。”郑永春说,类地行星与地球将会有着接近的自然属性,而人类对于地球的过去和将来知之甚少,通过对比研究其他类地行星有助于我们更好的认识地球。 平劲松表示,当前美国航天局寻找到类地行星,对于国内天文领域研究具有启示意义。据了解,目前,我国建设的世界最大单口径球面射电望远镜开始在贵州进行拼装,将探测宇宙中遥远的信号、物质,同样,有望对认识宇宙起源与演化过程作出贡献。天文学家表示,当前人类对于类地行星观测和地外生命研究,关系到未来人类是否可以移民外星球等现实命运问题。同样,有助于解答人类的命运问题:宇宙中是否有其他适于生存的星球,生命如何起源,人类的存在是否是独特,是否有其他的生命等。 人类该如何到达第二个地球? 首先我们要知道开普勒452b到地球之间的距离:1400光年,也就是说即使以光速前进也需要1400年才能到达。人类目前制造出来的最快飞行器是1976年发射的太阳神2号太阳活动探测器,它的速度高达70.22千米/秒,太阳神2号的速度之所以这么快是因为它离太阳足够近,直接运行在水星的轨道之内,作为向太阳系外发射的探测器,速度最快的自然是1977年发射的旅行者1号,它的速度是17.06千米/秒。 即使是以70千米/秒的速度来看,与光速的30万千米/秒相比仍是太慢,仅相当于光速的1/4286,太阳神2号需要六百万年才能到达开普勒452b,旅行者1号更是需要三千万年才行。那么,有没有什么黑科技能帮助人类在短时间内抵达开普勒452b呢? 到达第二地球方法一:核聚变引擎 是指利用核聚变产生动力,推动火箭前进。在核聚变反应中,核子被迫进行聚合从而产生巨大的能量。2009年12月,英国《新科学家》网站,认为这种技术,有可能在数十年之后实现。 一旦科学家掌握了受控核聚变,那么他们将控制反应中产生的带电粒子,并让它们从喷口喷射而出。从核聚变反应堆喷出的粒子能使二级火箭的速度达到光速的12%。核聚变火箭推进的宇宙飞船同采用核裂变火箭推进的星际旅行类似,能很快地飞抵最近的恒星系,但却没有更多潜力可挖。 12%的光速虽然是一个很可观的速度,但对于距离地球1400光年的开普勒452b来说仍然太慢,如果燃料足够,核聚变引擎可能会带我们花数十年的时间到达离地球最近的恒星——比邻星,但到达开普勒452b则需要一万多年,这还没有考虑漫长的加速和减速时间。 到达第二地球方法二:曲速引擎 曲速引擎:名符其实的黑科技,最早出现在美剧《星际迷航》中,最初只是一个不切实际的幻想,但后来理论物理学家米给尔·阿库别瑞在1994年提出以他为名的阿库别瑞引擎,使得超光速航行变得可能。并且不会违反广义相对论中“没有物体可以局域地比光速还快”。由于原理相近,人们也把阿库别瑞引擎称为曲速引擎,这个概念也在中国著名科幻作家刘慈欣的作品《三体》中出现过。 阿库别瑞提出,可以制造一种能够令前方空间收缩而令后方空间膨胀的引擎,以空间的“变形”来推动飞船前进。由于空间膨胀的速度没有任何限制,所以这种飞船的乘客可以感知到自己的速度超过了光速。如果能够实现,飞船将会是被一个“曲率泡”裹挟着前进。它在本地参考系内没有任何加速度,也就不会受到广义相对论的速度制约,而且不会出现时间变慢等相对论效应。假如有一艘这样的飞船以单程两星期的速度飞到潘多拉再回来,其乘员的年龄将比出发前增长四星期,与留在地球上的情形一样,不必担心发生所谓的“双生子悖论”。 2012年,物理学家哈罗德·怀特(Harold White)透露了一个堪称惊天动地的消息:他和他的团队正在为美国航空航天局(NASA)研制超光速引擎。驾驶装备着这种引擎的飞船,从地球飞到电影《阿凡达》(Avatar)中的潘多拉星球,仅需要几个星期而已。不过他们公布的只是一个理论上的实物模型。不过怀特表示,一旦曲速宇宙飞船真正面世,只须两周便能到达距离太阳最近的恒星系南门二。南门二距离太阳约4.37光年远。按照这个速度推算,1400光年也只需6年多的时间即可到达。这比新视野号到达冥王星花的时间都要少。 到达第二地球方法三:反物质引擎 1928年英国物理学家狄拉克首先从理论上提出了存在反物质的假说,认为存在和构成普通物质的基本粒子质量相等但电荷相反的基本粒子,并有由这样的基本粒子构成的反物质。仅仅4年后,这个假说就得到验证。由于反物质和物质如果相遇,将会湮灭,正反物质的质量将全部转化为能量,按照爱因斯坦的质能公式E=mc^2释放巨大的能量。反物质发动机的好处是反物质的湮灭可以自发产生,不需要象核发动机中的核反应那样需要许多条件,所以就不需要很大的反应堆,可以减轻飞船重量。 就目前所知道的所有物理反应而言,这是效率最高的燃料。正反物质湮灭所释放的能量巨大,是氢氧化学反应的1百亿倍,太阳核心热核反应的300倍。一片阿司匹林那么大的反物质同物质湮灭产生的能量足以让一艘飞船巡弋数百光年。 据科学家测算,以反物质为动力,飞行器的速度则可接近光速,在宇宙空间中可以以光速的70%飞行,那么到达开普勒452b的时间需要2000年。这对人类来说仍然太过漫长,不过足够我们到太阳附近的一些恒星做星际旅行了。 到达第二地球方法四:虫洞 虫洞是在广义相对论中容许存在的一种特殊结构,它可以把时空中的两个点直接连接起来,不管这两点在空间距离上或时间间隔上相距多远。对它的简单理解,就如同一张纸上相隔较远的两个点,通过折叠将两点重合在一起。 利用虫洞的特性,我们就有可能在较短的时间内完成远距离的空间旅行,或者进行时间旅行。不过,我们还没有在天文观测中找到虫洞存在的实验证据。在理论上也还存在各种各样的困难。例如,制造和维持虫洞可能需要具有负能量的物质。 著名天体物理学家霍金认为,虫洞就在四周,只是小到肉眼很难看见,它们存在于空间与时间的裂缝中。如同在3度空间中,时间也有细微的裂缝,而比分子、原子还细小的空间则被命名为“量子泡沫”,虫洞就存在于其中。不过,霍金表示,这些隧道小到人类无法穿越,但有朝一日也许能够抓住一个虫洞,再将它无限放大,或许将来也可以建造一个巨大的虫洞。 如果能真的制造出虫洞,那么通过它来抵达开普勒452b显然是最节省时间的方式,像《星际穿越》一样,可能坐一站公交的时间就到啦。 |






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