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人类走向深空

2018-11-21郝永春

中国科技教育 2018年5期
关键词:全人类银河系小行星

郝永春

郑永春,博士,中国科学院国家天文台研究员,中国科普作家协会副理事长,青年科学家社会责任联盟副理事长。

我们为什么要走向深空?未来我们能去哪里?我們又该怎么去呢?

地球——这颗悬浮在太空中的蔚蓝色星球,承载了我们所有的悲伤喜乐,所有家庭的工作、生活,房子、车子,乃至战争、爱情,都是在这颗星球上发生和发展的。我们关心的是这些身边的东西,却没有人关心这颗星球在宇宙中的处境。如果我们的地球碰到危机,人类所有的一切将无所依存。

太阳系从太阳往外一共有8颗行星,地球只是太阳系的8大行星之一。除此之外,太阳系还有无数的小天体——彗星、小行星、矮行星、行星的卫星。在这么多星球中,人类将去往何处?

首先要做的事情,就是客观认识我们在宇宙中的真实处境,这个问题很少有人关心过。在太阳系的4个类地行星——水星、火星、金星、地球中,地球是最大的。但是跟木星、土星、天王星、海王星比起来,地球很小,只有木星大小的1/1284;跟太阳——太阳系唯一的恒星比起来,太阳系内数以万计的其他所有天体全部加起来,也不到太阳质量的0.14%,太阳系有99.86%的质量集中在太阳上面。但如果把银河系请进来,我们会看到更惊奇的场景:在银河系中,太阳只是一颗中等质量、中等寿命的普通恒星,甚至远离银河系的中心。

地球上的生命万物所依赖的太阳,其实并没有什么了不起,银河系中像太阳这样的恒星有数千亿颗,我们甚至都不知道银河系究竟是什么样的,有多少条旋臂,只因为“不识庐山真面目,只缘身在此山中”。

我们只是生活在银河系的小山村里,只能从峰峦叠错的山脉之间的缝隙,窥到一点外面世界的面貌。就是依据看到的这一点点,我们绘制了银河系的结构,但它事实上可能并非我们现在绘制的那样。

再把宇宙请进来,我们就更是找不到自己在哪里了。我们一定不在宇宙的中心,而是在宇宙的某一个角落,看着整个宇宙不断地膨胀。我们发现自己是如此的渺小和卑微。正如德国哲学家康德说过的:“这个世界上只有两样东西让我深深敬畏与震撼,一个是我们头顶的灿烂星空,另一个是我们内心崇高的道德准则。”

“以天之道,解物之语”。进入航天时代的50多年来,人类的足迹已经抵达太阳系内所有主要天体类型,深空探索的航天任务一共有200多次,每次的成本都至少数十亿人民币,我们在太阳系里已经砸了上万亿的钱。全世界已经累计去了140多次月球,去火星和金星分别为45次、43次。

人类的未来取决于我们对自然界的理解,我们要从自然法则中寻找人类的未来。通过这些深空探测任务,人类的航天技术得到了提高,地外生存能力得到了提高,人类所认知的知识疆界得到了拓展。这些科学技术的进步,不断修改着教科书,吸引和鼓舞着未来年轻一代的探索者。

8大行星所在的区域只是太阳系很小的一部分。8大行星最外面的1颗行星——海王星离太阳约为30个天文单位,约45亿千米,矮行星冥王星离太阳约为四五十个天文单位,约五六十亿千米。2015年7月,人类历史上飞行速度最快的航天器“新视野号”,时速达到7.5万千米,也飞了10年之后才抵达冥王星。而太阳系的半径大约是15万亿千米,用目前最快的航天器也要飞3万年左右才能飞出太阳系。

黑夜给了我们黑色的眼睛,我们却要用它寻找光明。环视宇宙,我们发现,地球只是阳光下一个暗淡、蓝色的小圆点,它卑微得就像悬浮在阳光中的一粒尘埃,没有什么了不起的。

然而,当我们看到阿波罗8号任务从月球上拍到的地球“升起”,又会让人类的雄心勃发。我们每天都会看到太阳升起和落下,月亮升起和落下,但登陆到另外一个天体时,我们将看到地球升起和落下。

通过太空探索,增进对宇宙的认识,可以改变我们的世界观。它既可以让我们认识到自己真实的处境,知道自己多么卑微和渺小,也可以让我们雄心勃发,让人类走得更远。

人类在地球的最终命运是什么样的呢?对此,我们要有清醒的认识:火星和木星之间有大量的小行星,这些小行星不时会撞到地球,人类最终将迎来灭顶之灾。

在太阳系中,我们发现,月球、火星、水星的表面都是密密麻麻的撞击坑,地球也不会例外。虽然现在地球上已经确认的撞击坑约有200个,但真正的撞击坑肯定不止这么多。我们发现,已经确认的大部分撞击坑分布在北美、欧洲、澳大利亚,为什么只有1个在中国?

不是我们幸运,而是因为中国的文明太过漫长,经历了太多的沧海桑田,所以大部分撞击记录都没有了。已经确认的撞击坑大多保存在戈壁、沙漠,以及原始森林等荒无人烟的地方。在太空中,直径一两厘米大小的塑料球那样的碎片,就可以把坚硬、实心的铝板撞击出几十厘米的大坑,小行星撞击的威力实在太大了。

6500万年前,有1颗小行星撞击在墨西哥湾,漫天的尘土遮蔽了整个地球,太阳光无法穿透,地球瞬时降温,变成了一个雪球,90%以上的生物在那次撞击事件中灭绝了。小行星撞击这样的事情并不遥远。1908年,有1颗小行星撞击在俄罗斯西伯利亚的通古斯地区,几千平方公里的原始森林瞬间就没有了。

1994年,苏梅克列维9号彗星被木星的引力撕裂成20多个碎片,先后撞击木星,其中每一个碎片在木星上形成的暗斑,就可以装下整个地球。试想如果有任何1个这样的碎片落在地球上,人类或许已经不在地球上了。2013年春节,1颗小行星碎片撞击俄罗斯小城车里雅宾斯克,造成1500人受伤,7200栋房屋受损。

除了小行星撞击,还有超新星爆发、高能宇宙射线爆发、地球磁极反转,这样的事件也会危及地球上的生命。

500多年前,哥伦布发现了美洲大陆,500年之后他发现的新大陆已经成为全世界最发达的地区。这就像深空探索的价值所在,我们要在太阳系中发现新世界。

“新视野号”探测器首次飞到冥王星,发现冥王星展现给我们的第一眼居然像一颗爱心。这颗望远镜中暗淡的小不点,成为了大众喜闻乐道的“萌”王星。在太阳系中发现新大陆的意义,不亚于500年前发现新大陆的意义。

半个世纪前的1969年,人类第1次登陆了月球,这对航天员来说只是迈出了一小步,但对人类而言,却是能力提升的一大步。未来,我们将从地球出发,先登陆月球,在月球驻留;再登陆火星,在火星驻留。这几年,我们在火星上发现了液态水,发现火星的地下有厚厚的冰层,大气层曾经非常浓密,甚至曾经有可能孕育出生命,这给了我们新的希望。

人类将沿着探索火星、登陆火星、改造火星、火星移民的脉络逐步推进。我认为,未来人类登陆火星不是梦想,电影《火星救援》的场景不是科幻,而是20年以后的现实。因为火星是整个太阳系中最像地球的行星。我们选择去火星,不是因为火星比地球更美好,而是因为如果遇到灭顶之灾,我们的后代要有一个避难所。火星探测的目标之一,是寻找另一个宜居星球,使人类能够实现同时在2个星球上生存。

勇于探索的心永远年轻,敢于挑战的人永远自信。太空探索是全人类共同的事业,这个事业需要梦想和激情。不管是美洲人、非洲人、澳大利亚人、阿拉伯人,都为人类探索太空的行为感到激动,它是全人类共同的主题。

如果中国在深空探索领域投入经费、作出贡献,它的成果将修改全人类的教科书,拓展全人类的知识疆界,被全人类铭记。中国未来的科学技术进步会造福全人类。

在地球上,人类已经存在了10万年,但文明的历史才只有5000年,飞出地球和外界沟通信息才几十年,如何在太阳系、在地球上继续生存10万年,这是人类面临的重大命题。

我们的征途是星辰大海。

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