大家好,我叫鄭永春,是中國科學(xué)院國家天文臺的一名研究員。我主要從事月球和火星的研究,大家也可以叫我“火星叔叔”。中國人把地球以外的空間叫作“太空”。太空,言簡意賅,就是太空曠的空間。隨著航天事業(yè)的發(fā)展,人類探索太空的步伐越來越快,那么到底什么是太空探索?探索,其實有探尋和索取兩層意思。在太空曠的地方,我們能探尋到什么?又能索取到什么?
此時此刻,大家可以想象自己正坐在一艘宇宙飛船上,我們從地球出發(fā),飛向太空,逐漸看到越來越廣闊的世界,同時也看到越來越渺小的我們。
我出生在浙江紹興。我們那個鎮(zhèn)子叫三界,因為鎮(zhèn)子橫跨三地;我們村子叫長橋,因為一橋連著兩個縣。雖然是個山村,但我們的視野還挺寬闊的,村里100多年的老房子上面寫著英文單詞“The Doorway”(譯為:門扉)。我們當(dāng)?shù)厝苏f一個孩子有出息了,就說他“出山”了,因為出了山才能看到外面的世界。
后來,我去北京讀了大學(xué),之后又有機(jī)會在香港科技大學(xué)工作了幾年。在香港工作的時候,學(xué)校提供的公寓里只有一張桌子、一張床和一個柜子。我跟導(dǎo)師抱怨說:“我們住的地方太擁擠了?!睂?dǎo)師告訴我,在香港,凡是睡覺能把腿伸直的地方都叫大房子。那些所謂的“千尺豪宅”,其實是英制的平方尺,實際上還不到100平方米。
在擁擠的大都市里,越來越多的人陷入焦慮。我住在北京,這里算是中國節(jié)奏最快、壓力最大的城市了,但我身邊研究天文的人的心態(tài)好像都還不錯。我分析了一下,可能是我們這個專業(yè)的人看得比較開。
有個“大佬”曾經(jīng)說過:先立一個小目標(biāo),賺它一個億。我記得很多人都在吐槽他,因為大多數(shù)人都堅信:自己有生之年無論如何都掙不了一個億。
但我們學(xué)天文的就不這么認(rèn)為,我們平時打交道的是各種星球、星系。“一個億”在這個地球上算什么呢?在宇宙銀河的燦爛繁星面前,它只是個數(shù)字。
霍金去世前全身已經(jīng)沒有一塊肌肉、一處關(guān)節(jié)能動,但是他的大腦裝下了整個宇宙,可以演算整個宇宙的運行和演化?;艚鸬睦痈嬖V我們:我們的身體可以被禁錮在一個地方,但我們決不應(yīng)該忘記,人的思想是絕對自由的。
有一張著名的照片,叫《暗淡藍(lán)點》。它是在1990年的情人節(jié),“旅行者號”飛船從離地球幾十億千米的太空回望地球,所拍下的著名的太陽系全家福。
照片里有一個暗淡的藍(lán)色小圓點,就是我們的家園——地球。這令我們深深震撼,原來我們是如此渺小。人類,就住在一粒陽光照耀下的塵埃上。
從地球出發(fā),我們飛向月球。地球到月球的距離約38萬千米,相當(dāng)于把八大行星排列起來,依次經(jīng)過,才能最終抵達(dá)。
如果從月球遙望地球,又是一幅什么樣的景象呢?人類在20世紀(jì)六七十年代的雄心造就了阿波羅登月的奇跡。迄今為止,全世界已經(jīng)有12個人登上過月球,采集了382千克的月球巖石和土壤。
還有一張著名的照片,叫作《地升》。登陸月球的航天員從月球上回望地球,他們看到的,是一輪藍(lán)色的“地亮”從月球的地平線上冉冉升起。這顆蔚藍(lán)的星球就是我們居住的地球。這是一顆生機(jī)勃勃的星球,上面有藍(lán)色的大海和綠色的大陸。
而月球呢,一片蠻荒,除了晝夜溫差巨大之外,還毫無生命的痕跡。這時你就會發(fā)現(xiàn)地球的寶貴。它也許是宇宙中唯一存在生命的星球,是人類賴以生存的唯一家園。
從月球出發(fā),我們來到距地球更遠(yuǎn)的火星。迄今為止,已經(jīng)有40多個探測器飛到火星上空。火星車從火星的地平線上拍攝到的景象顯示:地球是一個小小的、近乎看不見的點,懸掛在空中。
中國古人把火星叫作“熒惑”(由于火星熒熒似火,行蹤捉摸不定,故稱“熒惑”)。“熒惑守心”(火星在“心宿”軌道停留)被視為不吉利的天象。西方人也一樣,他們把紅色的火星視為戰(zhàn)神,認(rèn)為其與血光之災(zāi)有關(guān)。
從火星上空看,你會發(fā)現(xiàn),火星跟地球有很多相似之處,比如,火星上也有沙塵暴和大氣。但火星上的大氣主要由二氧化碳組成,表面輻射很強(qiáng),晝夜溫差也很大。它的表面沒有液態(tài)水,更沒有江河湖海。
地球與火星都沐浴在同一個太陽的光照下?;鹦请x太陽更遠(yuǎn),所以,火星上的陽光更少一些,氣溫也更低。從地球看火星,看到的是夕陽紅;但從火星看地球,看到的卻是“夕陽藍(lán)”。在太陽系中,地球是第三行星,火星是第四行星,它們都處于太陽系的宜居帶,與太陽的距離不遠(yuǎn)不近,只是地球處于宜居帶內(nèi)緣,火星處于宜居帶外緣。如果我們要移民到太陽系的其他星球,火星是唯一的選擇。
火星是否具備孕育生命的條件呢?很久以前,我們就在火星上發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模水流作用所留下的痕跡,但一直沒有找到水源。現(xiàn)在我們找到了火星土壤中的水、地下的冰層和空氣中的水。2015年,我們發(fā)現(xiàn)了火星上的液態(tài)水。2018年,人類甚至還在火星上發(fā)現(xiàn)了存有液態(tài)水的湖泊。
不久前,火星上的有機(jī)物也被發(fā)現(xiàn)了。下一步,我們會不會發(fā)現(xiàn)一只小蟲子呢?
天文學(xué)家曾經(jīng)有一個宏大的構(gòu)想——改造火星?;鹦谴髿獾闹饕煞质嵌趸?,釋放出來就可以制造溫室效應(yīng)。在長期的溫室效應(yīng)后,火星上將擁有江河湖海。未來,我們或許有機(jī)會把火星改造成像地球這樣的生命家園。
接下來,我們的飛船來到了木星和土星上空。地球與這些行星相比要小很多。地球的體積只有木星體積的1/1380。
400多年前,伽利略觀測到有4個天體在繞著木星轉(zhuǎn),并沒有繞著地球轉(zhuǎn)。這個發(fā)現(xiàn)給當(dāng)時已經(jīng)統(tǒng)治世界上千年的“地球中心說”以致命一擊。人類的世界觀也受到了極大的沖擊。原來地球并非宇宙的中心,只是繞著太陽運行的天體之一。
如果我們走得再遠(yuǎn)一些,就可以到達(dá)冥王星的上空。2006年1月,人類發(fā)射了探測器“新視野號”,目的就是想探測唯一未被訪問過的冥王星??伤鼊倓傦w出去不久,冥王星就被降級了。于是“新視野號”的使命,也就從探測冥王星,變成了探索太陽系的“新大陸”——柯伊伯帶,那里有一大群像冥王星那樣的冰凍星球。
2016年,“新視野號”飛越冥王星,向我們展示了這顆冰凍星球上的“愛心”和冰凍的火山。在更遠(yuǎn)處,太陽系“新大陸”的其他星球上,我們還能看到什么樣的奇跡?
我們?nèi)祟愒撛鯓尤ヌ剿鞲h(yuǎn)的太空呢?霍金曾提出了一個“突破攝星”計劃:從地面發(fā)射激光,給航天器加速,當(dāng)它的速度達(dá)到光速的1/5時,我們就可以乘航天器用20年左右的時間,抵達(dá)比鄰星(位于半人馬座,是離我們最近的恒星系統(tǒng))。這是目前人類飛出太陽系的唯一可行性計劃。
如果飛出太陽系,我們就會發(fā)現(xiàn):太陽其實只是一個中等偏小的恒星。銀河系中像太陽一樣的恒星至少還有上千億顆,它們可能也有自己的“地球”。
開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的主要使命就是搜尋系外行星。它已經(jīng)找到了1000多顆系外行星,其中有一些和地球條件相似,它們被稱為“地球2.0”版本。這些行星跟它們的恒星距離較近,我們知道它們的大小,但不知道它們上面是否有液態(tài)水,是否有生命。
如果仔細(xì)去看,銀河系實際上也只是一個小小的星系,就像星辰大海中孤獨的島嶼。而遠(yuǎn)方的星空,就是指引我們的燈塔。我曾自己制作了月球、火星、太陽系和宇宙全圖,不時細(xì)細(xì)端詳。
我建議大家可以在各自的書房、教室里,掛上一套太空地圖。因為我相信,從小看著太空地圖長大的孩子,一定有更強(qiáng)的人類責(zé)任感。因為看著太空,你才會知道人類的渺小和孤獨,你才會學(xué)著去仰望我們頭頂?shù)奶炜?,學(xué)會心存敬畏,學(xué)會保持謙卑。
極小和極大是有關(guān)聯(lián)的,每顆星球都是由一粒粒星塵堆積起來的。我們在過去的時間里,對人類存在的思考,仍然很淺陋。而人類未來的命運,取決于我們對宇宙的理解能否更深入。
“旅行者號”還在太空飛行,“新視野號”正在尋找“新大陸”。中國在不久的將來也將登陸月球,建設(shè)空間站,登陸火星。
我們還能在地球上生存多久?這個問題需要有人去思考。這些問題,也是天文學(xué)家不斷進(jìn)行探索和研究的價值所在。
當(dāng)我們把自己的視角逐漸拉遠(yuǎn),重新審視地球,我們就會意識到太空實在太遼闊,地球?qū)嵲谔煨。祟悓嵲谔煨?,我們自己實在太渺小。所以多了解了解太空吧,雖然它不能幫助你解決實際問題,但至少可以讓問題看起來比較“小”。