中部 讲理 一 宇宙中只有我们吗?

先来看张图片,估计你一眼就能认出它:


图2-1 我们赖以生存的家园

是的,谁都可以认出,这颗美丽的星球就是我们人类生存的家园——地球,它在茫茫的宇宙中漂浮着,其美丽与生俱来,太阳系中没有任何一颗行星能与之媲美。

下面我们再来看一张照片,请你再来认认:


图2-2 旅行者1号拍摄的地球

这是2007年美国宇航局(NASA)评选出的历史上“从太空看地球”十佳照片之首的一张照片。就是这么一张初看上去毫不起眼的照片,占据了当时全球各大新闻媒体的头条。这张照片是美国发射的旅行者1号探测器在1990年飞到距离地球64亿千米的地方拍摄的“回眸一瞥”。正是在著名的天文学家卡尔·萨根的强烈要求下,NASA才不惜耗费对于空间探测器来说极其宝贵的能源和影像资源来做这件事。这张照片对于天文学和宇宙学研究来说,毫无用处,但是它对人类的震撼力却不是任何一篇学术论文所能比拟的。原来,从64亿千米远的地方来看,我们“美丽的蓝色星球”不过是一个暗淡的“小光点”,如果不是特别给你指出来,恐怕你都无法和图片上的“麻点”区分开来。

你可能觉得64亿千米是一个很遥远的距离,但我要告诉你从天文学的角度来说,这真的叫做“近在咫尺”,甚至用这个词都显得太遥远了,用“就在眼皮底下”恐怕也一点都不过分。让我来帮你理解一下64亿千米在宇宙中到底是个多远的距离。在天文学上我们一般用光走多少时间来表示距离,比如,1“光秒”就是30万千米,1“光时”就是10.8亿千米,1“光年”就是9.4万亿千米了。那么旅行者号拍摄地球的那个距离差不多就是6“光时”不到一点。我们的太阳系的大小(广义的太阳系的范围是以奥尔特云为界限)大约是半径2光年的样子。所以,旅行者1号只不过走了太阳系半径的1/3000多一点的距离。如果把太阳系想象成一个足球场,那么旅行者1号无非就是离开了地球差不多5厘米的距离,也就是你大拇指的长度。

怎么样,是不是有点感觉了。旅行者1号无非就是在宇宙中走了那么一点点的距离,可是从它上面看到的地球已经变成了如此暗淡的一个小光点,周围全是黑漆漆的一片广袤的宇宙空间,你是否跟我一样产生了一点孤独感呢?从旅行者1号的这个位置看太阳,太阳也就变成了比其他的星星稍微亮那么一点点的一颗普通星星,如果旅行者1号再往前走到0.5光年的地方,那么太阳就会完全淹没在银河系中的千亿星辰中,再也没有任何特殊了。

旅行者1号是1977年发射的,飞到拍照片的那个位置已经用了13年,它不会停下来,还要再飞个2万多年后才能飞到太阳系的边缘——奥尔特云,然后它要用2400年的时间穿过这片由1000亿个冰块(也就是彗星)组成的“云”区,这才算是飞出了太阳系。飞出了太阳系就来到了几乎完全空无一物的巨大的星际空间,它在星际空间中至少还要再飞2万多年才有可能进入另外一个恒星系。而这4万多年的飞行,仅仅不过飞行了4光年,这在宇宙的尺度上简直不值一提。当然,这一切只是一种纯数学计算,可能用不了几千年,组成旅行者号的材料就在宇宙中分解为尘埃了。

通过上面的这些描述,你可能已经开始咂舌了——没想到太阳系居然这么大。其实和整个宇宙相比,太阳系不过是一粒尘埃而已。前面说到旅行者1号要飞行4万多年,才能飞出4光年的距离,而这4光年差不多就是银河系中恒星之间的平均距离。我们的太阳在银河系中不过是一颗不大不小的普通恒星,而银河系包含的恒星总数目前认为是1000亿到2000亿颗。我们2011年全球的总人口是65亿,你闭上眼睛想象一下把每个地球人都1个人变成20个,1个人就代表着一个太阳,这就是银河系中恒星的数量。如果你开始对这个庞大的数量感到一点吃惊的话,那我将继续让你已经合不拢的嘴张得更大,我再向你展示一张图片:


图2-3 哈勃望远镜中的星系

上面这张图片是哈勃望远镜对准宇宙的深处拍摄的,在这个镜头中覆盖的区域相当于你举起一枚1分钱的硬币对着天空覆盖的范围。在这张图片中,你要是以为每一个亮点是一颗“星星”,那就大错特错了。这个镜头中,每一个亮点都是一个像银河系一样包含千亿恒星的星系,银河系在宇宙中只不过是一个中等偏小的星系。“什么!这也太夸张了吧!”我似乎已经听到了你心中的惊呼。是的,就是这么夸张。在上面这张图片的区域中,大概包含了1万个星系。而根据现在最新的估算,宇宙中星系的总数量至少有1000多亿个,随着天文望远镜尺寸的不断增大,观测的不断深入,这个数量只会增加不会减少。

这样看来,在宇宙中像太阳这样的恒星的数量岂不是多到不可想象?没错,恒星的数量确实多到不可思议的程度,但也不是难以想象的。我可以打一个粗略的比方来帮助你理解这个数量的大小。你想象一下自己来到海边,在海滩上这么随手抓起一把沙子,你认为自己能抓起多少沙粒呢?我知道你肯定估计不出来,但总觉得肯定不少。我告诉你,这一把沙子大概有个三四万颗沙粒,然后你想象一下把全世界的海滩上的沙粒全都集中起来,这个沙粒的数量差不多就和宇宙中恒星的数量有得一拼。除了“恐怖”,我实在想不出第二个词来形容它。

我们的太阳在宇宙中是一颗平凡得不能再平凡的恒星,而根据开普勒望远镜最近几年的确凿发现,天文学家们也向我们证实了类地行星也普遍存在于恒星系统中。下面让我们来做一个简单的计算:银河系中有1500亿颗左右的恒星,其中至少有10%有行星,平均每个恒星带3颗行星,那么就是有450亿颗行星;这里面至少有10%以上是由岩石构成的类地行星,那么就是45亿颗;这里面至少又有1%位于宜居带上,那么就有4.5亿颗“超级地球”。注意,以上这些估计并不是我们拍脑袋的乱估计,全都是有实际的观测数据作为支撑的,而且这还都是比较保守的估计,实际的数量可能还远远大于这个数字。再请你注意一下,我这里计算的只不过是银河系而已,仅仅是银河系就有可能存在4.5亿颗“地球”,那么整个宇宙呢?我们已经知道宇宙至少包含1000多亿个像银河系这样的星系,那么整个宇宙的“地球”数量还得是4.5亿乘以1000亿,这个数量是多大呢?粗略地估计得是一个一眼望不到尽头的大沙漠中的沙粒的数量,总之很多很多就是了。

有了上面的这些概念,你还会认为宇宙中只有我们人类这一种智慧文明吗?显然,大多数人都会达成共识:宇宙中不可能只有我们。人类的出现,证明智慧文明在宇宙中诞生的几率大于0,而在如此巨大到恐怖的样本空间下面,一个几率大于0的事件怎么可能只发生一次呢?

外星人一定普遍存在于我们这个广袤的宇宙中。这一点,绝大多数天文学家和我都深信不疑。