撰文 Shannon Hall
翻譯 韓晶晶
400多年前，文藝復(fù)興時(shí)期的科學(xué)家哥白尼提出，我們的地球并不是太陽(yáng)系的中心，這讓人類(lèi)的地位大幅降格。此后的每次科學(xué)革命，都在進(jìn)一步地令我們?nèi)祟?lèi)失去曾珍視的特殊地位，并揭示出一個(gè)冰冷無(wú)情的事實(shí)——從整個(gè)宇宙的層面上看，我們這個(gè)物種只是一粒塵埃般行星上的一粒塵埃?？茖W(xué)家對(duì)太陽(yáng)系外行星的最新計(jì)算表明，地球只是整個(gè)可觀測(cè)宇宙中約7萬(wàn)億億個(gè)類(lèi)地行星中的一個(gè)。但是，這些行星的平均年齡要比地球年齡高很多，而且它們一般所處的星系也與銀河系大不相同，這或許會(huì)顛覆哥白尼原則（即地球并無(wú)特殊地位，甚至宇宙中也不存在什么特殊的位置）。
瑞典烏普薩拉大學(xué)的天文學(xué)家Erik Zackrisson和同事根據(jù)目前天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn)的類(lèi)地行星，構(gòu)建了包括整個(gè)可觀測(cè)宇宙中所有類(lèi)地行星的宇宙大綱。在計(jì)算機(jī)模擬中，他們建立了一個(gè)包含著早期星系模型的迷你宇宙。然后他們把科學(xué)家目前所知的物理規(guī)律（描述星系如何生長(zhǎng)，恒星如何演化以及行星如何形成）應(yīng)用到模型中。最終，他們讓這個(gè)模型以快進(jìn)的方式經(jīng)歷13.8億年的宇宙歷史。他們把模擬結(jié)果論文發(fā)表到了預(yù)印本網(wǎng)站arxiv.org，并投給了天體物理學(xué)報(bào)（Astrophysical Journal）。這一結(jié)果提供了有關(guān)太陽(yáng)系外行星統(tǒng)計(jì)規(guī)律的豐富信息，有望幫助天文學(xué)家理解我們?cè)谟钪嬷兴幍牡匚?。論文作者之一，卡耐基天文臺(tái)的Andrew Benson說(shuō)：“現(xiàn)在我們已經(jīng)可以開(kāi)始進(jìn)行這種研究，這有點(diǎn)難以置信?！彼f(shuō)，直到最近，已知的太陽(yáng)系外行星都還太少了，以至于不可能對(duì)宇宙中其余行星做出合理的推斷。不過(guò)，他的團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)仍只是對(duì)宇宙可能情況的初步猜測(cè)?！跋襁@樣的計(jì)算中肯定還存在很多不確定因素。我們對(duì)模擬中各個(gè)部分的認(rèn)識(shí)仍是不完善的?！彼a(bǔ)充說(shuō)。
以太陽(yáng)系外行星為例，NASA的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡可以說(shuō)是世界上最好的行星獵手，但它使用的方法極具挑戰(zhàn)性，常被形容為在數(shù)千千米之外觀察探照燈旁的一只螢火蟲(chóng)。因?yàn)殚_(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的是行星穿過(guò)恒星前面時(shí)令后者亮度略微降低的現(xiàn)象，所以它更容易找到距離恒星較近的大質(zhì)量行星。因此，開(kāi)普勒找的行星明顯傾向于這一類(lèi)，而較小的、距離恒星較遠(yuǎn)的行星在其中所占比例就要比真實(shí)的數(shù)值低。天文學(xué)家確實(shí)也在使用其他技術(shù)搜索距離恒星較遠(yuǎn)的、較小的行星，但這些方法相對(duì)來(lái)說(shuō)都比較新，還沒(méi)有像開(kāi)普勒那樣找到大量的行星。此外，“我們所了解的一切有關(guān)太陽(yáng)系外行星的知識(shí)，來(lái)源都是銀河系很小的一個(gè)區(qū)域，”Zackrisson說(shuō)，這個(gè)區(qū)域中絕大多數(shù)恒星在重元素含量和其他方面彼此都非常類(lèi)似。為了猜測(cè)在重元素含量更低的恒星（例如小星系或宇宙早期的恒星）周?chē)?，行星是怎樣形成的，他們的團(tuán)隊(duì)必須采用外推的方法。
對(duì)他們模型中的星系和宇宙學(xué)輸入?yún)?shù)，科學(xué)家也有類(lèi)似的擔(dān)心，但盡管如此，他們估計(jì)自己得到的最終數(shù)字應(yīng)該可以精確到一個(gè)數(shù)量級(jí)之內(nèi)。把誤差考慮在內(nèi)后，研究者得出的結(jié)論是，地球輕微地違背了哥白尼原則。我們的黯淡藍(lán)點(diǎn)可能終究還是個(gè)特殊的地方?！半m然還不能說(shuō)我們出現(xiàn)在銀河系這樣一個(gè)星系中是個(gè)巧合，但也足以讓你重新思考這個(gè)問(wèn)題，”博伊西州立大學(xué)的Jay Olson說(shuō)，他沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。他和Zackrisson都認(rèn)為，給這個(gè)發(fā)現(xiàn)加上一些目前未知的附加說(shuō)明，應(yīng)該還是符合哥白尼原則的。“當(dāng)你發(fā)現(xiàn)這種不同尋常的情況……”Zackrisson說(shuō)，“……這意味著要么我們抽中了超低概率的彩票大獎(jiǎng)，要么我們還不理解這個(gè)彩票的抽獎(jiǎng)機(jī)制。
但麻省理工學(xué)院的Max Tegmark（未參與該研究）認(rèn)為，地球嚴(yán)重違背了哥白尼原則，不僅是它的位置，還有它的年齡?！叭绻幸恍┪拿髌鸩奖任覀?cè)?5億年，那么為何他們還沒(méi)能殖民整個(gè)銀河系？”Tegmark說(shuō)，“在我看來(lái)，最有可能的解釋就是，如果這類(lèi)行星沒(méi)什么稀罕的，那就是演化出高度智慧生命的機(jī)會(huì)非常少?！蹦敲次覀冞€應(yīng)該覺(jué)得自己微不足道嗎，還應(yīng)該卑微到塵埃里嗎？他說(shuō)，根本不必?！盎蛟S在遙遠(yuǎn)的未來(lái)，宇宙中將會(huì)充滿(mǎn)生命，而這要?dú)w功于我們這些人類(lèi)?！?/p>
原文鏈接：http://www.scientificamerican.com/article/exoplanet-census-suggests-earth-is-special-after-all/
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