下週將迎來尋找外星生命的一個里程碑，美國宇航局的開普勒衛星計劃於週五發射。這項任務以16至17世紀德國天文學家約翰內斯·開普勒的名字命名，將研究一組恆星三年以上，以尋找恆星亮度中細微的週期性下降——這是行星軌道的確鑿跡象。雖然已經使用這種方法和其他技術發現了300多顆太陽系外的行星，但開普勒的優勢在於其儀器對更小、更冷、更適合生命生存、更像我們地球的行星的敏感性。
在一部新書中，行星科學家艾倫·博斯認為，這項任務應該為在太陽系外發現生命開啟大門。博斯在華盛頓卡內基研究所研究恆星和行星的形成，並且是開普勒科學團隊的成員。博斯說，如果一切順利，開普勒應該會表明，僅在我們的星系中就存在數十億顆宜居行星，而整個宇宙中則有幾乎無法想象的數萬億顆。（儒勒·凡爾納和赫·喬治·威爾斯在需要他們的時候在哪裡呢？）我們與博斯談論了他的書的主旨。
[以下是訪談的編輯稿。]
你的新書名為擁擠的宇宙。這個標題是什麼意思？
這本書的重點是展示為什麼可以聲稱宇宙很可能充滿了生命。我在整本書中論證說，我們已經知道類地行星很可能非常普遍——每顆太陽型恆星都可能擁有一些類地行星，或非常接近的行星。至少在我看來，如果這麼多宜居世界存在了50億或100億年，那麼它們中的大多數都不可避免地會開始生長一些東西。
如果它們有水，並且有一些彗星撞擊並帶來一些氨基酸和其他有趣的生命前化學物質，你如何阻止這些東西生長出某種生命呢？
生命是如此頑強，並願意在任何可能的地方尋找立足點，我的感覺是，它將在任何有機會的地方起源。它可能不一定是像史蒂文·斯皮爾伯格電影中的小生物，但會有一些類似古生菌或細菌的微生物在爬行或冒泡。這些微生物會產生諸如氧氣和甲烷等產物，而這些是我們可以在大氣中看到的東西。我們可能無法判斷一顆行星是否有智慧生命或恐龍，但我們至少可以判斷它是否有粘菌。所以我們正在尋找粘菌。
開普勒衛星將於3月6日發射，它將尋找那些宜居行星。你認為它會告訴我們什麼？
我打賭它會告訴我們，類地行星非常普遍。開普勒將在三四年內觀測10萬顆恆星。我們預計類地行星的軌道排列方式將使得開普勒可以看到大約千分之一的行星。因此，如果每顆恆星都有一顆類地行星，這意味著開普勒將看到大約100顆類地行星。但如果事實證明我們錯了，例如，每100顆恆星中只有一顆有類地行星，那麼開普勒可能會幸運地找到一顆類地行星，或者它可能什麼也找不到。如果類地行星只出現在每1000顆恆星周圍，那麼開普勒要找到任何東西就必須非常幸運。
因此，開普勒基本上假設，只要類地行星的出現率約為1%或更高，它就應該能夠找到一些類地行星。類地行星很有可能基本上一直都存在，但我們可以保守一點說，開普勒應該會發現幾十顆類地行星。
如果開普勒確實發現了一些類地行星，那麼我們將知道一般有多少顆，因為開普勒已經搜尋了一個如此大的樣本。然後我們將知道如何規劃下一階段的搜尋，即搜尋附近的恆星。開普勒將在天空中的一個方向搜尋數百光年外的恆星。這有點像在另一個城市的另一個街區觀察之後，我們想看看我們自己的街區。開普勒將告訴我們要在我們自己的街區搜尋多少棟房子來尋找生命。
鑑於我們的星球是我們所知的唯一地球，我們如何推斷出那裡應該有多少個地球？
首先，如果你與研究年輕恆星的天文學家交談，他們會告訴你，當恆星形成時，它們往往會有一點角動量，這意味著它們無法吸積所有的物質，最終會在周圍形成一個圓盤。這些圓盤是行星系統形成的基礎，基本上是恆星形成過程中的剩餘物。基本上所有年輕的恆星都有這些圓盤，因此我們預計這些年輕的恆星至少有可能擁有行星系統。
其次，那些擔心行星形成過程的人發現，很難阻止類地行星或某種大型岩石天體的形成。從某種意義上說，地球比木星更容易建造，但我們已經從系外行星普查中知道，至少有10%的恆星周圍存在木星，可能在20%左右。因此，地球應該比這更常見。
最後，更直接地說，行星搜尋已經開始發現一種新的行星型別，稱為質量可能是地球的5倍、10倍或15倍的超級地球，它們比我們的地球更靠近它們的恆星。這些傢伙大約出現在三分之一的附近太陽型恆星周圍。從某種意義上說，這些是奇怪的行星，我認為這只是類地行星光譜的冰山一角。在人們談論的任何行星形成理論模型中，與這些奇怪的超級地球相比，應該有大量的地球，因此當我們進行完整的普查時，我們應該會發現大量的地球。如果這些奇怪的行星出現率為30%，而木星出現率為20%，這意味著我們無法完全看到的行星應該基本上一直都存在。所以這是一個非常引人注目的故事，來自幾個不同方向的所有證據都指向地球非常普遍。
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在最近的一次演講中，我看到你對宇宙中可能存在的地球數量給出了一些粗略的估計。
是的——非常粗略的估計。這很直截了當。基本上是說，每顆像太陽一樣的恆星都應該有一個地球，或接近地球的行星。我們星系中大約有1011顆，也就是1000億顆恆星。它們中的大多數質量都是一個太陽質量或更小，其中許多可能只有一半的太陽質量，但這些恆星可能也有地球繞著它們執行。因此，我想說，在兩倍左右的範圍內，這些恆星中的每一顆都應該有一個類地行星，因此在我們的星系中，你就達到了1011顆行星。
然後，好吧，我們來談談整個宇宙。透過它的深空照片，哈勃太空望遠鏡顯示——再次，非常粗略地說——在可觀測宇宙中可能存在1011個星系，而且據推測，這些星系也有像我們一樣的行星系統。沒有特別的理由認為我們的星系是一個奇怪的星系，儘管你可能會開始擔心橢圓星系與螺旋星系，並減去二到三倍的係數，但我們這裡處理的是粗略的數量級。
所以我想說，基本上有1011個星系，每個星系大約有1011顆恆星，這意味著有1011顆行星，所以總共你達到了1022顆行星（10萬億顆），這是一個非常大的數字，令人難以置信，但卻是不可避免的。即使地球出現的頻率比我聲稱的少一千倍，你仍然會得到1019（1000億億顆）。那麼1019還不夠大嗎？我討厭說這個詞，但這些確實是天文數字——這些數字在天文學家對宇宙的看法中完全說得通，但人類無法思考，除非，也許，考慮到我們在經濟刺激計劃上花費了多少錢。萬億美元的救助計劃讓我們接近了正確的數量級。
假設我們對行星形成的假設沒有太大的偏差，開普勒要多久才能發現一些地球？
我想，我們會在第一年內迅速發現熱木星和一些熱超級地球。但真正的寶藏是類地行星——而且，顧名思義，你必須至少執行三四年才能得到它們。你正在尋找太陽型恆星大約為期一年的軌道週期，第一次凌日發生時，你會想，“這很有趣。”你得到了一個閃爍。你需要至少兩個閃爍才能說，“現在我有一個軌道週期，讓我們看看是否在正確的時間有第三個閃爍。”所以如果你得到第三個閃爍，你會說，“嗯，看起來不錯，我有大致相同時間間隔的閃爍，也許我會非常謹慎地等待第四個閃爍。”如果你這樣做，那麼你將需要幾年的觀測時間。因此，我的感覺是，到2013年，我們將有一些地球可以宣佈。