當我在撰寫或進行關於系外行星——即環繞其他恆星執行的 alien 世界——的公開演講時，我被問到的最常見的問題是：“我們什麼時候能找到另一個地球？”
這是一個好問題。正如我們所瞭解的，太空充滿了各種各樣截然不同的世界，人們自然會想知道是否存在地球 2.0，或者它們是否都是真正的、名副其實的 alien。
我們的星系，銀河系，擁有數千億顆恆星。最近對本地恆星的普查顯示，行星出現的頻率至少與恆星一樣高，因此僅在我們星系中就可能存在數萬億顆行星。當然，實際上，這並不意味著每顆恆星都有一顆行星；而是一些恆星沒有任何行星，另一些則擁有大量的太陽系。
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系外行星的型別令人眼花繚亂，有些非常奇異：行星像木星一樣大，但掠過其主恆星的表面，以至於灼熱的熱量剝離了它們的大氣層，將它們變成巨型彗星；世界比地球大，但比海王星小，儘管我們的太陽系缺乏這種行星，但它們卻是最常見的系外行星型別；以及可能下鐵雨的行星。怪異的行星比比皆是。
而且，是的，這個列表包括許多地球大小的世界。在迄今為止發現的約 5,500 顆系外行星中，約有 100 顆大小與我們的家園行星相近。但是，地球不僅僅只有大小。
如果您正在尋找一個完全相同的複製品——例如，具有地球的大小、質量和成分，以及可呼吸的空氣和可飲用的水——那麼這些機率看起來非常渺茫。行星形成涉及許多隨機變數，這些變數會影響行星的形成和隨時間演化。即使是很小的變化也會導致截然不同的行星演化，而且許多這些變數會相互作用。例如，一顆比地球稍熱的行星——可能圍繞一顆更熱的恆星執行或更靠近一顆較冷的恆星——可能會最終產生失控的溫室效應，從而沸騰其海洋，並最終將其乾燥的表面加熱到鉛的熔點。我們之所以倖免於難，只是因為金星的恩典。
正如我們現在所經歷的那樣，即使大氣中二氧化碳的相對較小變化也會對全球環境產生深遠的影響。僅此因素可能不會使地球不適宜居住，但這些變化發生得足夠迅速，以至於它們正在使情況變得非常不舒服。
最重要的是，地球並不總是像我們理解的那樣類地。在 20 億年的時間裡，我們的世界缺乏我們認為可呼吸的大氣層，並且只有透過一場災難性的環境變化，遊離氧才變得可用。我們的星球也可能經歷過至少一次完全冰川期，即假想的“雪球地球”時代。儘管最後一個想法存在爭議，但很明顯，在很長一段時間裡，地球並不是我們現在所知的溫和家園。
此外，科學界越來越認同這樣一種觀點，即火星曾經比其目前稀薄的大氣層和乾燥的表面所暗示的更宜居。幾十億年前，它可能更像現在的地球，而不是當時的地球。甚至金星——現在是一個相當令人信服的地獄版本——也可能曾經宜居。
美國宇航局的 MAVEN（火星大氣與揮發演化探測器）任務在沿著我們鄰近行星繞太陽執行的軌道上拍攝的紫外線影像中，獲得了令人驚歎的火星景象。
即使是宜居性的概念也比您想象的更模糊。外太陽系中存在冰冷的衛星，其冰凍表面下有液態水海洋，以及其他可能有利於生命存在的條件。永恆的黑暗和略高於冰點的溫度聽起來可能不像伊甸園，但對於在那裡進化的生命來說，這可能是天堂。
所有這一切都是為了說明我們認為我們還沒有找到一顆繞另一顆恆星執行的行星，它與地球完全一樣。首先，我們對這些世界的大氣層和化學成分了解不足，無法判斷它們是否像地球。在前面提到的 100 顆地球大小的系外行星中，只有三顆也具有大致地球的質量，並從其主恆星接收到大致相同數量的光和熱。三顆。這是一個很小的比例，但公平地說，我們目前的發現方法更擅長髮現大的、熱的行星。像我們自己的行星這樣小的、溫和的行星更難被發現。
但是方法一直在改進，我們可能不必等待太久，天文學家就會宣佈他們已經在恆星中找到了一個地球的類似物。當我們找到時，接下來會發生什麼？
這不像我們可以去那裡。我們沒有可以用來曲速飛往最近的地球 2.0 的企業號宇宙飛船，而且沒有超光速旅行，這將是一次漫長的旅程。即使是有史以來發射的最快的宇宙飛船也需要近一千年的時間才能到達最近的恆星系統，比鄰星（它實際上確實擁有一顆地球大小的行星，可能——可能——在我們可接受的範圍之內）。最好帶上午餐。
如此多的科幻電影告訴我們，我們需要撤離地球，這已經成為一種老套的情節。但這個想法更多的是科幻而非科學；然而，人類每年增加 7000 多萬人。您每天需要發射 2,000 艘 SpaceX 星艦才能跟上這種增長，即使忽略掉不太有用的旅行時間也是如此。透過星際移民來緩解人口壓力是行不通的。
建立定居點也是一項艱鉅的任務。我們甚至不真正知道如何在近地軌道、月球或火星上做到這一點。即使我們能夠輕鬆到達外星地球，我們也離能夠在那裡建立商店還差得很遠。
當有人問我關於地球 2.0 的問題時，問題中隱含的部分是我們是否可以前往那裡並在那裡生活。簡單來說，我們不能。那麼，如果我們不能去，為什麼要尋找呢？
因為——用一句可能杜撰的回答來回應一個類似的問題——它可能就在那裡。我們尋找是因為我們想知道。
尋找地球克隆體並不是系外行星科學的重點——但實際上它在某種程度上是。從科學上講，我們尋找其他行星是因為我們想了解它們是如何形成的，條件如何改變它們的物理特性，以及它們與我們太陽系中的行星有何不同或相似。
但在情感上，我們渴望看到另一個暗淡藍點出現在太空深處，知道在某個地方、某個時候，條件恰到好處地複製——或至少類似於——我們如此熟悉的條件。當然，僅僅知道它在那裡就會深刻地改變我們看待宇宙和我們在宇宙中的位置的方式。這樣的發現也將幫助我們更好地瞭解地球。
它也可能幫助我們回答人類有史以來最基本的問題：我們是如何來到這裡的？千百年來，這個問題激發了推測、神話、宗教和哲學。當一個遙遠的藍白色世界懸停在目鏡中時，它就變成了科學。可知的。然後我們就可以，也許，進一步放縱自己。如果我們找到另一個宜居的世界，我們可以大膽地開啟通往下一個重大問題的大門：我們是孤獨的嗎？
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表 大眾科學的觀點。