400 多年前,文藝復興時期的科學家尼古拉斯·哥白尼向我們揭示,我們的星球並非太陽系的中心,從而將我們貶低到幾乎一文不值。隨著隨後的每一次科學革命,人類可能珍視的宇宙中其他大多數特權地位都被進一步降級,揭示了一個冷酷的真相:從宇宙學的角度來看,我們這個物種只是一個星球上的一個微不足道的斑點。一項關於系外行星的新計算表明,在整個可觀測宇宙中,地球只是大約 700 萬億顆類地行星中的一顆。但是,這些行星的平均年齡(遠高於地球的年齡)及其典型位置(在與銀河系截然不同的星系中)可能恰恰顛覆了哥白尼原理。
烏普薩拉大學的天文學家埃裡克·扎克里森和他的同事根據天文學家迄今為止發現的岩石世界,建立了一份關於整個可觀測宇宙中可能存在的所有類地系外行星的宇宙綱要。在一個強大的計算機模擬中,他們首先建立了他們自己的包含早期星系模型的迷你宇宙。然後,他們釋放了物理定律(就科學家們所理解的而言),這些定律描述了星系如何成長,恆星如何演化以及行星如何形成。最後,他們快進了 138 億年的宇宙歷史。他們的結果發表在預印本伺服器 arXiv(pdf)上,並已提交給《天體物理學雜誌》,提供了一系列誘人的可能系外行星統計資料,幫助天文學家瞭解我們在宇宙中的位置。“我們實際上可以開始做這件事,這真是令人難以置信,”加利福尼亞州卡內基天文臺的合著者安德魯·本森說。他說,直到最近,已知的系外行星太少,以至於無法對宇宙其他部分進行合理的推斷。不過,他團隊的發現是對宇宙可能蘊藏的初步猜測。“像這樣的計算肯定存在很多不確定性。我們對所有這些部分的瞭解是不完善的,”他補充說。
以系外行星為例。美國宇航局的開普勒太空望遠鏡可以說是世界上最好的行星獵手之一,但它使用的方法非常具有挑戰性,常常被比作跨越數千公里觀察一隻螢火蟲在一個明亮的探照燈周圍嗡嗡作響。由於望遠鏡會尋找恆星光線中因行星在其前方穿過而產生的細微變暗,因此開普勒更容易發現圍繞其恆星近距離執行的大質量行星。因此,開普勒發現的行星目錄嚴重偏向這些型別,而較小、較遠的行星則被低估了,這使得我們對行星系統的瞭解不完整。天文學家確實使用其他技術來搜尋在更遠距離軌道上執行的較小行星,但這些方法仍然相對較新,尚未發現像開普勒那樣多的世界。此外,“我們所瞭解的關於系外行星的一切都來自我們星系中非常小的一塊區域,”扎克里森說,在這個區域內,大多數恆星在它們包含的重元素數量和其他特徵方面都非常相似。為了猜測行星如何在重元素較少的恆星(如在小型星系或早期宇宙中發現的恆星)周圍形成,該團隊不得不進行推斷。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來關於塑造當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
科學家們也對他們模型的星系和宇宙學輸入有類似的擔憂,但他們仍然懷疑他們的最終數字在數量級內是準確的。考慮到估計誤差,研究人員得出結論,地球是對哥白尼原理的輕微違反。我們的淡藍色星球可能畢竟是特殊的。“我們有可能在像銀河系這樣的星系中出現,這並不是什麼太大的偶然,但它仍然足以讓你三思而行,”博伊西州立大學的傑伊·奧爾森說,他沒有參與這項研究。他和扎克里森都認為,哥白尼原理可以透過對研究結果的一些未知但書來挽救。“每當你發現一些突出的東西……”扎克里森說,“……這意味著要麼我們是一個非常不可能的彩票抽獎的結果,要麼我們不瞭解彩票是如何運作的。”
但麻省理工學院的馬克斯·泰格馬克(Max Tegmark)也沒有參與這項研究,他認為地球是對哥白尼原理的巨大違反——不是因為它的位置,而是因為它的年輕。泰格馬克問道:“如果存在這些比我們早 35 億年起步的文明,為什麼他們還沒有殖民我們的星系?” “對我來說,最有可能的解釋是,如果行星比比皆是,那麼高度智慧的生命就很少進化。”那麼我們應該感到微不足道嗎?我們應該被貶低到幾乎一文不值嗎?他完全不這樣認為。“可能是有一天,在遙遠的未來,我們的宇宙將因我們在這裡所做的事情而充滿生命。”
