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迪米特尔·萨塞洛夫:一个积极的角色。如果你关注地球的地幔和大气层之间流动交换的大量排气,你就会发现地球的引力接近于边际值。我们知道,火星就是一个例子,它在保存充分的大气层上处于边际值之下,因此创造出温度自动调节器,并且至少在10亿年内提供稳定的条件。实际上,拥有更多的引力会更好。
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克雷格·文特尔:你是说引力增加了拥有一个大气层的可能性?
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迪米特尔·萨塞洛夫:我的意思是引力增加了保存大气层的可能性。行星通常都拥有一个大气层,甚至连水星也有一个大气层。水星上有氮气穿透了地表,但是水星不能保存任何氮气,它就那么离开了(因为没有引力)。
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罗伯特·夏皮罗:哪一颗超级地球是已知的离我们最近的?
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迪米特尔·萨塞洛夫:实际上有两颗,格利泽581c(Gliese 581c)和格利泽581d(Gliese 581d),它们都是超级地球,离我们只有20光年。它们是以一位德国天文学家威廉·格利泽(Wilhelm Gliese)的名字命名的。“c”和“d”这两个字母代表“行星c”和“行星d”。还有“行星b”,它更大,海王星就是一颗行星b。30年前,格利泽制作了地球附近所有恒星的目录表。那时,人们对其中很多恒星都还很不清楚,因此它们只是在这个目录里被确定了而已,把那些恒星以制作目录表的人的名字和连续的数字来命名,这是很常见的做法。
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有人会问,是否有可能发射一个孢子(这个想法被称为“生物外来论”),而这个孢子会撞击到20光年外的某种东西?答案是可以,从物理学的角度来看,这是可能的。我的一位同事说,在给定物理定律的前提下,如果某件事情是可能的,那么它就会在宇宙中发生,但这是他在物理学家的思维方式下做出的推断。让我这样来限定吧。生物外来论源于20世纪的现代含义,那时还有一种可能理论,认为宇宙也许比200亿年还要古老,或者说是永生的。那么,很可能发生的事情就是,复杂的化学物质就源于宇宙中的某个地方,并且传播开来。宇宙是一个稳健的系统,就像我们这个星球上的系统那样。实际上宇宙有大量时间去传播那些化学物质,即使是通过很长的距离,并且要面对高能天体物理的所有变化,它还是可以传播。但是,宇宙的年龄只有137亿年,你还要减去获得第一代恒星的7亿年。第一代恒星是由氢和氦构成的,没有碳、没有氧、没有金属。它们相当大,而且它们不能维持原行星盘(protoplanetary disk),更别说形成行星了。要过很长的时间,小恒星才能开始形成,其中的原行星盘有足够坚固的颗粒可以凝固下来形成行星。这只是理论上的思考,还存在很大的不确定性。但在某种程度上,现在我们好像可以获得它的证据,这出乎了我们意料。实际上,还是相当强的证据。
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我们对行星和行星系统进行了大量的搜寻,搜索目标定为恒星,而且是年龄有点大、重元素比太阳要少的的恒星。你可以看到,对这种行星系的监测行为频率正在急剧下降。事实上,在10以下的重元素里,没人可以检测到一颗单一的行星,这有点奇怪,特别是因为有人做出了相当艰巨的探索。我的一位同事已经探索了8年,最后得到的结果是零。对于拥有正常金属物的恒星,也就是像太阳这样的恒星,它们的数量很多,已经有250个了。
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这就意味着,你要到宇宙的那个历史阶段,才会有那样形态的恒星,就是像太阳这样的恒星,或者说金属物稍微少一点的恒星,需要很长时间,前一代的恒星才能通过核聚变合成那些元素。而且我们知道,过去5年的另一个成就就是你现在可以一直回到那个时间点,看到当一代恒星跨越到到另一代恒星时,重元素在增加。我认为,基本上你还剩下大约70亿年。所以,最早的复杂化学物质出现在一颗行星的地表上,是在70亿年前开始的。现在,在70亿年内,很难从那里带过来一些东西,特别是,如果你想把它从40亿年前带过来的话。
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乔治·丘奇:如果在那个弧度上,给定辐射损伤和所有其他条件的话,它要怎样才会撞击地球?
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迪米特尔·萨塞洛夫:我们并不知道。计算它撞击地球的横截面倒是很容易,但是要理解它怎样做到这一点就相当困难了。
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弗里曼·戴森:我们现在已经有一些证据了。新西兰一位名叫杰克·巴格利(Jack Baggaley)的射电天文学家,就在观察进入高空大气的尘土颗粒。他宣称,其中很多颗粒都是太阳系以外的,并且它们大多会在天空中保持一定的方向,它们来自一颗名叫绘架座β的恒星,它离地球并不是很远,大概60光年。而且它是一颗很年轻的恒星,但是它周围拥有巨大的尘云。所以,说这些尘埃从这颗恒星过来撞击到地球,这是可信的说法。而且,如果尘埃颗粒正在过来的话,它们有可能会遵循详细的轨迹。所以在原则上,我们知道这些东西来自其他星系。但关于绘架座β上是否有生命存活又是另一个问题了。
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迪米特尔·萨塞洛夫:顺便说一句,从绘架座β来的那些东西,只是最近才开始到地球上来的,是在过去1亿年左右,因为在这之前,绘架座β还不存在,而且它要很长时间才能过来。
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弗里曼·戴森:没错,但是在可用的时间内它很容易到达这里。
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克雷格·文特尔:在有了微生物之后,我们经历了大量小行星撞击地球的事件。从那些撞击中,很多东西极其恶劣地溅落进了空间里。这就是为什么我想要提高宇宙中的生命数量。你们知道,在我们的系统里,108种可能性是一个很高的概率了。可能会有一百万种生命的起源,所有这些都会导致生物外来事件。
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迪米特尔·萨塞洛夫:没错,而且接下来的问题是,你能从一个星系穿越到另一个星系吗?那会需要数十亿年。这确实是一个问题。
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弗里曼·戴森:难道我们的星系还不够大吗?
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迪米特尔·萨塞洛夫:那就是我刚才所说的,这也是为什么我只是为我们的星系做估算。
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弗里曼·戴森:暂时看来如此。
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迪米特尔·萨塞洛夫:是的。
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克雷格·文特尔:以彗星的速度,它需要多长时间走过20光年?
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迪米特尔·萨塞洛夫:大概要100万年。而且我说的其实是很快的彗星了,是我们观察到的最快的彗星。
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乔治·丘奇:我猜测,在100万年里,会出现大量辐射损伤。
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迪米特尔·萨塞洛夫:那是肯定的。问题在于我们还没有证据去证实,有从太阳系之外过来的彗星。所有那些慧星的运动轨道都接近于抛物线。
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克雷格·文特尔:一个微米级物体需要多长时间收集到300万拉德的辐射?
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迪米特尔·萨塞洛夫:我不知道。
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