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人类迄今为止还没有发现存在地外文明。

但宇宙这么大,不可能只有人类一个文明存在,因此发现外星人或叫地外文明是人们最渴望的事情。

但现在人类对太空的搜寻主要是依靠望远镜,望远镜能够发现地外文明吗?

或者说,距离我们太阳系最近的恒星~比邻星,如果存在文明,而且正在发生战争,我们能看到或者了解到吗?

现在我们一起来分析一下。

事实上,人类现在还很难看到太阳系以外的事物,不管是肉眼看还是用望远镜看,看到的恒星都只是一个亮点。

看不到圆面。就是看不到恒星的表面。

人类肉眼能够看到的恒星有约6000颗,这些恒星距离我们大致几光年到几百光年。

肉眼最远可以看到海山二,这颗恒星距离我们约6000~7500光年,是人类裸眼能够看到最远的恒星。

这是因为这个恒星很大很大,质量约太阳的200倍,直径约太阳的250倍,亮度是太阳的500万倍。

肉眼看到的恒星都是较大,小的都有太阳大小,比太阳小的红矮星即便距离我们最近,也看不到。

这是因为人类眼睛分辨物体极限是有一个最小视角的。

视角就是人眼能够分辨的最小角度和最大角度。

我们这里只讲最小角度。

人眼的最小分辨角(角分辨极限)的表达式为:U=0.610×λ/R=0.610×(5.5×10~(-4)/1) =3.35×10~(-4)rad=1.15′≈1′

式中R为人眼瞳孔在正常照度(约50勒克司)下的半径,约为1mm;λ为光波中人眼最敏感的黄绿光的波长5.5×10^-4mm。

这就是说,人眼识别物体的最小分辨角约为1’。

这是人眼成像的下限。

当成像的横径小于1′(即两个视感觉细胞之间的距离时),此像只能兴奋一个细胞,即人眼无法将该像分辨成两个点。

1’是多少?周天360°,1°=60′(角分),1’=60”(角秒),1”=1000mas(毫角秒),1mas=1000μas(微角秒)=3600000mas(毫角秒)

这就是说,距离越近的物体,进入人眼的角度就越大,而越远的物体,角度就越小,更远了就没有角度了,怎么能够看到呢?

但由于恒星自己发光,因此即便看不见圆面,也能看到亮点。光度越大的恒星,就能够传播得更远。

望远镜同样也是有最小分辨视角极限的。

这个极限与望远镜的口径(物镜)成反比,就是说物镜口径越大,分辨率越小。

望远镜分辨率的计算公式为:△θm=1.22λ/D

式中,△θm表示分辨率,λ是观测波长,D是望远镜口径。

而现代光学望远镜口径是有限的,因此迄今为止,只有参宿四这颗巨大的距离又不算远的恒星,通过望远镜才能够看到它的圆面。

参宿四距离我们600光年左右,直径约太阳的上千倍,质量是太阳的十几倍,亮度是太阳的10万倍。

所谓能够看到恒星圆面,就是到达人类视网膜的物体能够形成一个张角,这样人们就能看到星球的表面,尽管只是模糊的几个像素,也算是有了视角。

现在除了参宿四,其他所有的恒星,用望远镜都无法在人类视网膜上形成一个1’视角。

比邻星距离我们只有4.22光年,是除了太阳距离我们最近的恒星,但我们依然只能看到一个亮点。

天文学家们通过光学干涉测量,得到比邻星的角直径只有1.02毫角秒,而人眼最小分辨视角为1′(1角分)。

1毫角秒是1角分的6万分之一,也就是说比邻星还要扩大6万倍,才能够在望远镜中被看到一点点模糊的圆面。

那么人们是怎么得到比邻星的基本数据呢?

既然所有的恒星都只能看到一个亮点,天文学家们怎么得到这些恒星的大小质量等数据呢?

比如比邻星,是半人马座a星三合星系统中最小的恒星,是一颗比太阳小很多的红矮星,质量只有太阳的1/8,半径只有太阳的1/7。

这些数据是怎么来的呢?

原来欧洲天文卫星Hipparcos观测到比邻星的视差为772.33 ± 2.42 毫角秒,从而推算出其距离地球4.22光年,再根据光学干涉测量得到的比邻星角直径1.02±0.08毫角秒,就推算出其实际直径约太阳的1/7;再根据这种天体的光谱分析,计算出其质量约太阳的1/8。

测量恒星和星系距离有多种方法,计算恒星质量温度年龄亮度也有很多方法,过去时空通讯的文章多有介绍,这里就不多说了。

反正恒星大小性质等数据不是看到的,而是根据各种天体理论计算出来的,包括开普勒定律、万有引力定律、光谱分析等等。

比邻星b是怎么发现的呢?

科学界通过光谱分析和引力摄动计算,不但知道了恒星的基本情况,还发现了太阳系外的几千颗恒星,

行星相对恒星是非常小的,而且不发光。比如地球只有太阳体积的130万分之一。

因此在太阳系外,所有的行星都是看不到的,望远镜也基本看不到。

这些行星的发现,主要是根据观测其对恒星的凌星遮光现象,以及对恒星导致的引力摄动得到的。

所谓凌星现象,就是行星围绕着恒星公转,当走到恒星与我们视线的中间时,就会发生遮光现象。这样根据恒星的光变数据,就可以得到这颗行星的体积了;再根据行星对恒星轨迹造成的干扰,就可以计算出它的质量。

比如欧南台用HARPS光谱仪对比邻星细致的观察,发现比邻星有时候会以5km/h的速度靠近地球,而有时候又以相同速度远离地球,这个径向速度重复周期为11.2个地球日。

这就是引力摄动。

由此就计算出比邻星有一颗行星围绕着它公转,公转周期为11.2个地球日,进一步计算得出了这颗行星质量约地球的1.27倍,距离比邻星约700万公里。

这颗行星被命名为比邻星b。

由于比邻星很小,光度温度都较低,根据计算,比邻星b处于比邻星系的宜居带,上面可能有液态水。

据分析,比邻星b上存在生命的可能性很低。

比邻星b很可能已经被比邻星潮汐锁定,就像我们地球的伴星月亮一样,只有一面一直朝向比邻星、

这样就有一面一直处于酷热,一面一直处于寒冷,加上红矮星表面活动比较频繁,常有耀斑爆发等强烈辐射,这么近的距离,生命形成较为困难。

不过红矮星寿命超长,一般都有几百亿年甚至几千上万亿年的寿命,因此天文学家们认为红矮星是生命的摇篮,在演化时间较长活动较为稳定的红矮星系统,产生生命的几率会较大。

比邻星还只有45亿岁左右,寿命还处于儿童期,孩童肯定很顽皮,活动剧烈,比邻星b上现在生成生命的概率就非常小了。

那么,如果上面有文明,而且在打仗,我们能够发现吗?

人类寻找地外文明,一个是靠看,就是通过望远镜看,能不能发现文明活动迹象;二个是监听,听外星传来的电波,有没有具有文明特质的信号。

根据前面所说,目前的观测手段,看是看不到的,连恒星都看不清楚,更别说行星了。

但也并不是绝对的,如果比邻星真的有文明,且发展到二级以上的高级阶段,我们就有可能看到它们打仗或者活动。

因为这种高级文明的活动规模已经影响恒星了,对恒星会发生遮光现象。

比如二级文明能够制造戴森球,就是制造一个巨大的壳体包裹恒星,最大限度汲取恒星能量,以满足这一级文明能量需求。

这种文明打起仗来也肯定是很惊人的。

但如果只有人类文明水平,它们打仗打得灭绝了,我们也无法看到。

因为人类文明还只有0.73级,连地球也搞不定。比邻星人如果发动核战只要不把整个星球都炸碎了,我们人类是观测不到的。

而凭人类目前水平是没有办法炸掉一个星球的。

不过科学界认为,宇宙文明都会使用无线电,如果比邻星有人类这样等级的文明存在,就会有电波传递过来。

那里的电波传到我们地球只需4.22年,如果被人类截获,通过破解,就能够知道那里发生了什么。

迄今为止,人类并没有接到过任何比邻星的来电,因此基本可以肯定那里没有达到人类等级的文明存在。

不过,比邻星是我们最近的邻居,将会成为人类走向深空的第一站。

英国著名物理学家、科普作家霍金在生时,曾经发起过一个叫做“突破摄星”的计划。

这个项目主要内容是研发出上千个携带摄像头和通讯设备的微型太空飞船,质量只有1克,大小只相当1张邮票,用常规火箭把它们送上轨道,然后它们张开光帆,地面用高能激光阵列把它们加速到五分之一光速,飞往比邻星。

这样只需要20年多点时间就能够到达那里,上面携带的高速摄像机会在每秒6万公里的速度中,惊鸿一瞥的把比邻星摄下来,得到的探测资料再通过4年多传输,我们就知道那里是个啥模样了。

“突破摄星”计划是2016年4月,霍金坐在轮椅上,用只能动弹的三根手指启动的,俄罗斯大亨尤里·米尔纳承担全部巨额投资。

但霍金已于2018年3月14日逝世了,他留下的事业进展如何,这几年消息渺茫。

有人对这个计划持怀疑态度,也有人认为可行,到底如何过几年再看分晓。

比邻星,人类何时能够一睹你的真容?

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