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  • 百年后人类能到哪里?行星科学家郑永春:或在火星建百万人级城市

    2016-11-28 02:34:00 来源: 上海观察

    “2036年左右,人类将第一次登陆火星。未来一百年左右,我们可能在火星上有一个100万人口的城市。”



    未来一百年人类能到哪里?火星,黑洞,还是宇宙的边缘?科普中国形象大使、中科院国家天文台副研究员郑永春,昨天在上海科技馆首期“科学+X”论坛做了一场别开生面的科普演讲。 


    要怀有谦卑之心

     

    从小就喜欢仰望星空的郑永春,和许多孩子一样,小时候总在思考一个问题:星星上面有没有人?如果有,他们长的跟我们有什么不一样?

     

    1990年,旅行者号探测器拍到了一张太阳系的“全家福”。在这张64万相素的照片里面,地球只是一个小原点。“这张照片的意义不在于科学价值,而在于其深深的哲学意味。你方才知道自己是多么渺小,你追求的东西又是多么渺小。”

     

    海王星之外,是冥王星所在的区域,叫柯伊伯带,有许多跟冥王星大小相似的天体。柯伊伯带之外,是更遥远的一个区域,叫奥尔特云。那里有一大堆冰冻的彗星天体。因为那个地方非常冷,冷到什么程度?零下270度左右,接近绝对零度。而且那边非常黑,太阳光照到地球要8分钟,如果照到奥尔特云要两年,那是太阳系的边界。那个地方,还从来没有航天器到达过。

     

    太阳系不只有八大行星,还有无数的小行星和彗星。在银河系里面,太阳也只是一颗中等质量、中等亮度、中等能量、中等寿命的普通恒星。在银河系里面,像太阳这样的行星至少还有4000亿颗。而在整个宇宙里面,像银河系这样的星系,还有上千亿个。而这些可观测到的,其实只占整个宇宙的4%,还有96%是看不到的,我们称其为暗物质和暗能量。

     

    从时间上来看,我们的宇宙起始于137亿年前的一次大爆炸。太阳系形成于46亿前年,如果把太阳系的衍化历史比成一天24小时,大概在23点59分59秒,最后一秒钟才产生人类。

     

    面对无边无际、无始无终的宇宙,我们没有理由不保持一颗谦卑的心。


    要怀有探索之心

     

    人类已经进行了211次太阳系的探测任务,其中去的最多的是月球,去了110多次,其次是金星和火星。

     

    1977年,人类发射了旅行者1号和2号探测器,他们每天还会传回信号。这是人类历史上第一个离开太阳风范围的飞行器。 

      

    我们还发射了哈勃望远镜和开普勒太空望远镜,开普勒太空望远镜专门用来寻找系外行星,它已经发现了一千多颗系外行星,其中有很多跟地球相似的行星,我们把这些相似的行星叫地球2.0。

     

    离太阳系最近的一颗恒星叫“比邻星”,距离地球4.23光年。今年,在那个恒星周围,发现了一颗行星,叫“比邻星b”。那可能是一颗岩石星球,可能会有业态水,可能会有大气,温度大概是零下四五十度左右。这些都带给我们很多的想象——我们是不是有可能去那个地方。

     

    郑永春坦言,他相信一定有外星生命,可能不是人,而是另外一种形式,有可能是比人类高等的生命,也有可能是比我们低等得多的病毒细胞。人类在太空中发现了非常复杂的氨基酸、核苷酸,这些东西可以合成生命。生命既然在宇宙中到处都是,为什么我们没有发现呢,只是因为它离我们实在太遥远了。

     

    我们始终在探索,探索的越多,未知的也就越多。人类的未来正取决于我们对这个世界的了解。


    要怀有忧患之心

     

    2013年中国的农历春节,一颗小行星撞击了俄罗斯西伯利亚的车里雅宾斯克,导致了1500人受伤,7200栋房屋受损。这颗小行星其实很小,直径才18米。如果是一颗公里级大小的小行星撞击地球,整个上海市就没有了;如果是一个10公里级别的小行星撞击地球的话,全人类就没有了。

     

    1994年,很多天文学家通过望远镜目睹了一次惊天动地的彗木撞击。一颗彗星被木星强大的引力,撕成了21个碎片。月球上直径大于一公里的撞击坑就有3300个。地球上的撞击坑大部分分布在北美、西欧和澳大利亚。全世界十大撞击坑,主要分布在戈壁、沙漠、北极冰原,因为人迹罕至,才能保留下来。还有一个坑是在海底,在墨西哥湾周围,这次撞击发生在6500万前年。

     

    如果人类不未雨绸缪,一定会像恐龙一样,从这个地球上消失。幸好我们比恐龙的脑容量要大一点,我们应该比它聪明一点,能够更好地做好准备。面对小行星撞击地球,或大规模的海啸、地震、火山爆发,我们怎能不保有一颗忧患之心。

     

    要怀有合作之心

     

    不久前,欧洲一个火星探测器,刚一着陆就爆炸了。虽然人类发射了40多次火星探测器,但探测的成功率,大概不到一半左右。火星探测器从地球出发,要花6到10个月才能飞到火星。到了火星上空之后,它的时速高达每小时21000公里,却需要在短短7分钟,把速度降为零。火星大气层非常稀薄,只有地球大气层的60%,很难使探测器减速,而火星上的信号传到地球要21分钟,所以这个过程完全无法指挥,只能听天由命。

     

    中国将在2020年发射火星探测器,一次实现“绕、落、巡”三位一体,即一个环绕火星轨道,一个着陆火星,还有一个火星车,本来应该分三次任务,现在准备一次实现。我们现在只有四年的时间来准备。美国、印度、阿联酋、俄罗斯也计划2020年发射火星探测器。

     

    火星上曾经有过大规模的水,现在也还有很多水。火星土壤的含水量,大概是5%,地下还有冰,所以火星上不缺水,有水就可以种出植物。火星的大气主要是二氧化碳,可以进行光和作用,二氧化碳一分解就变成一氧化碳和氧气,所以氧气也不是问题。水分解又可以变成氧气和氢气,氢气可以用来烧饭,氧气可以呼吸。地球土壤里面有的营养元素,火星土壤里面也都有,而且磷、镁这样的营养元素,甚至比地球土壤还要高。

     

    从这个角度来讲,火星是整个太阳系里面跟地球最为相似的行星。它也处于太阳系的宜居带,是未来唯一有可能经过改造,实现大规模移民的行星。这个过程需要国际合作。我有一个预测,2036年左右,人类将第一次登陆火星。未来一百年左右,我们可能在火星上有一个100万人口的城市。这个城市是人类命运共同体,将不再区分国家。

     

    “我们不会仅仅生活在地球上。胸怀宇宙天地宽,终有一天我们会从地球出发,走向星辰大海。”


    让科学家参与中高考出卷

     

    郑永春小时候经常被考一道题目——太阳系有几大行星。以前这个答案是“9”,现在这个答案是“8”,但郑永春认为这样的考试方式本就不对。太阳系到目前为止,还有很多地方是看不到的。据推测,至少有两颗跟地球大小相似的行星还没有发现。因此不必考有几大行星,而该考到底什么才是行星。

     

    “要让科学家来给中高考出题,中小学的课程教材也应该让科学家来参与。 学校里几乎不开设天文课,就算开设了也是体育老师在上。科学课是谁在上?可能是英语老师在上。真正懂科学的人,却从来不搞科学传播。

     

    郑永春说,自己上大学之前从来没有见到过科学家。“我们国家有很多的科学家,但为什么平时见不到?我们希望孩子长大成为科学家,可他对科学的兴趣来自哪里?”郑永春认为,科学家要有社会责任感。科普如果没有科学家参与,很容易就普错了,那还不如不普。科学家本身也需要科普。科普这个“普”字不太好,好像我比你懂的多一样。这个过程应该是科学传播,是一种平等的交流,你受益,我也受益。

     

    题图来源:视觉中国 图片编辑:曹立媛


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    来源: 上海观察
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