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既然人类不可能有超光速的飞船,那为什么还要研究成百上千光年外的星球?就算跟地球类似,又有什么意义呢?

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宇宙 583 0 2017-11-22 22:07:41

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NASA又说可能发现了一个跟地球类似的星球,但是听说理论上不可能有超过光速的东西,不然时光将倒流,那么光到达尚且要成百上千年的星球,研究它是否像地球还有什么意义吗?小白求大神指点!问题应该指的是Kepler卫星的观测。首先,题主有点心急,地外生命这么大的问题,不是一次两次发现或者一个两个单一领域的突破就可以实现的。地外生命问题的解决像一个大工程,天文学家,地质学家,航天科学家,基础物理学家,生物学家,人工智能学家都各自负责一部分。必须要所有拼图都完成才能解决这个问题。

爱好地外生命探测的朋友都知道有个德雷克公式,是用来计算探测地外高级生命几率的。公式具体形式不重要,但公式含义很好懂,就是说探测到地外文明的成功率取决于:地外适合生命生存行星的数量,地外文明的存续时间以及我们的探测能力。

题主实际上是质疑我们自己的能力不行。但如果满足满足第一条的行星足够多,地外文明存续时间足够长, 我们还是有很大的几率探测到地外生命。

Kepler这个卫星,某种意义上就是要解决第一个问题:地外适合生存的行星有多少。而解决这个问题又可以分为:像地球一样的大小的行星有多少?处于宜居带的行星有多少,存在水的行星有多少?.....

Kepler这个卫星非常厉害,它可以探测到地外恒星系中由于行星遮挡而造成的恒星光度万分之一的改变。它同时记录了17万颗恒星的光度变化,并从中选择出4000颗地外行星候选者供地面更大的望远镜跟踪验证。它完全革新了我们对于地外行星的认识。在Kepler卫星之前,人们找到的地外行星大多数和木星质量相当甚至更大的行星。人们一度怀疑地球这样的行星在银河系内非常稀少。而Kepler发现了大量的小质量行星,使得地球尺寸行星的数量增长了5倍,证明了地球在统计上并不是稀缺天体。

2015年,NASA宣发发现了一颗“和地球最相似的行星( has the closest match of planet characteristics to Earth)”,编号Kepler-425b。事实上这个地外行星比地球大60%,质量是地球的5倍左右,并不是已经发现的行星中和地球最类似的。但是它所绕转的恒星和太阳质量类似,更重要的是,它存在在这颗“太阳”的适居带上——轨道在这样区域的行星,温度适宜,可能存在液态的水。

可以说,给出这些数据本身,就已经对地外生命领域的研究产生了巨大贡献。

DSC0000.png
Kepler截止2015年7月23日发现的不同类型行星数目比。大量行星是地球尺寸。来源:NASA


我们再进一步剖析一下这个问题。Kepler之所以找到的行星距离地球比较远是和它的观测方式相关的。Kepler卫星发射后指向天鹅座方向,视场只有一小块区域,但是看得比较深。它这样的观测方式有利于在短时间内检测大量恒星,有利于对地外行星数目给出统计研究。但是这些恒星大多离地球比较远。

过去大家是觉得地球这样的行星很少,但现在Kepler告诉大家,带有行星的恒星是非常普遍的(挑出的4000颗候选恒星中发现了近四千颗行星),而所有发现的地外行星里面有超过1/2是小于两倍地球半径大小的。那么可以推理,在太阳系附近的恒星也可能存在类似地球的地外行星。太阳系附近20光年可能有100多颗恒星。这些恒星中就可能存在若干类似地球的行星。虽然这样的行星存在智慧生命的几率还很小,但起码人类的射电望远镜可以开始监视它们。并且,这些恒星系是人类发展出核动力飞船,以及冬眠等技术后就可以到达殖民的。

抛开地外殖民,地外生命这些问题不讲。Kepler的发现对科学家理解太阳系形成,演化,生命的起源,地球的形成,都是非常重要的。像为什么地球上有水,为什么地球起源时遭受的小行星撞击远多于今天,月球是怎么形成的,为什么会存在小行星带,为什么木星是气态巨型而天王星是冰巨型.....这些疑问都可以在一个大的理论框架下解释。但过去大家就只有太阳系这一个样本,发展的所有理论都只能用于解释,而无法用于预言。我们知道科学上凡是没法做预言的理论都是不牢靠的,就好像“股评高手”都能很容易解释股市过去的走向,但是很难精确预言股市未来的情况。现在地外行星大量发现了,就对太阳系形成理论给出了很多独立的验证,排除错误的理论,确认正确的假说。

所以各种方面Kepler的意义都是很重大的。编辑于 2016-02-18  这不是我第一次看到类似的问题了,不知怎么,突然觉得心里面堵得慌。
  我们看见鸟儿在天空飞翔,就会幻想自己也能在天空飞翔。从古到今,无数人因为想要飞翔而丧失了生命。
  既然人类没有飞翔的基因,可以说,连上帝都不让人类飞翔,为什么还会有这么多人甘愿冒着生命危险前仆后继呢?
  因为,人类是拥有梦想的啊。
  梦想是一种不讲道理的东西。我们会因为理性的思考或者感性的冲动去做一些很困难的事,但梦想,却会让我们去做一些“绝对不可能”的事。
  做这些事的人,必然会被大多数人视为愚蠢、狂妄之徒。然而,正是这份愚蠢、这份狂妄,最终唤来了奇迹的降临。
  思考,仅仅是让人类成为了一种与众不同的动物。
  是梦想,成就了人类文明的伟大。
  “有理智的人改变自身以适应世界。无理智的人总试图改变世界以适应自己。
  这是我非常喜欢的一句萧伯纳的名言,它还有下半句——“因此所有进步都有赖于无理智的人。
  ————————————————————
  最后回答题主的问题:既然人类不可能有超光速的飞船,那为什么还要研究成百上千光年外的星球?
  因为我们是笨蛋啊!!!
编辑于 2017-02-22我补充一点 @狐狸先生 文末提到的:研究地外行星系统,就是研究我们自己
太阳系如何形成?地球如何形成?为什么地球上会出现复杂有机物,会发展出生命形式?地球上的生命发展和演化形式(碳基生命、有氧呼吸等等)在宇宙中是个案还是具有共性?我们从何而来?
这些基本问题,我们却很难从自己的星球上找到全部答案。当然我们有地质学、古生物学,太阳系中有一些彗星、小行星可供研究,但是不管怎样,我们无法回到46亿年前太阳系的初创时期去实际观测那时候发生了什么。
但是,我们可以在茫茫宇宙中找到我们的参照。研究这些地外行星系统的演化方式和规律,为我们理解太阳系的形成和构造提供了很多参考依据。它们就好像散落在宇宙中的镜子,映衬了我们的过去发布于 2016-02-19  谢邀。
  对于星际移民这个目的来说,成百上千光年的路程对于这些移民来说完全可以在几天甚至几秒(本征时)跨越。
  当然这又涉及到亚光速星际运动是否会撞上天体甚至撞上微波背景的问题,不过这都是技术细节。
发布于 2017-02-14  上帝在天上放了无数繁星。而鱼唇的蓝星人就紧紧盯住那些繁星。就像刚学会看的孩子傻盯着同一件东西,一看就是几万年。到了现在,我们更像孩子一样,时时地露出一个吃力的微笑.“这东西叫我心里暖和'
  我们自言自语说道,脸上还偶而露出一种舒坦的表情.
  意义就是金路易之于葛朗台。知识和想象力之于人类。

  没了梦想,人类和咸鱼有什么区别?
编辑于 2017-02-15 DSC0001.png DSC0002.png 发布于 2016-02-18We choose to go to the moon. We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too.发布于 2016-02-19  我莫名想起了那句“买菜又不用微积分”



  另,看到评论里已经有点炸了,我想说一句,微积分确实对大多数人来说并没有什么卵用,但任何一个基础学科的研究和发展,都是人类的进步,只站在个人生活用不用得到这种角度,对任何科学来说都是狭隘的。
编辑于 2017-03-01相对论,速度越快时间越慢,如果你的飞船速度能达到光速的99.99999999%(小数点后8个9),去隔壁仙女座星系300万光年的地方只需要50年左右,注意是在飞船上的50年,也就是如果你10岁起飞到达目的地是60岁,但是那时候地球已经过了300万年,如果能承载几十亿人口的飞船以接近光速进行大迁徙的话最多经过两代人就可以完成迁移,是有研究价值的,虽然遥遥无期吧。以上案例和详细计算请看科普类书籍why does e=mc2? - brian cox.发布于 2017-03-01至少,
不仅可能有助了解我们肿么来的,
还能知道我们肿么没的。(请自行代入范伟语气)

-----------------------补充------------------------
个人不太认同未来超远程殖民的可能性,不是做不到,而是不经济。我觉得如果技术发展到可以突破现有理论的框架实现超远程航行,那么改造一颗行星将其变得宜居恐怕比现在开发个新楼盘还简单,一颗行星的先天气候条件可能根本不会成为太需要考虑的因素。编辑于 2016-02-19女神永远也不会答应你,但是你依旧会去看她发布于 2017-02-16首先,探索宇宙当然很有意义,好歹有点好奇心,这跟能否到达无关。发现美女一枚,娶不到也可以欣赏一下呀。

其次,乘做50%光速的飞船去1400光年远的行星Kepler-452b需要多久? 答案不是2800年。
根据相对论,如果飞船高速前进,时间就会变慢,洛伦兹公式套一下,就可以计算出:

飞船90%光速
在地球的人看来,需要 1555.56 年
在飞船上面的人看来,需要 678.05年

飞船99.999%光速
在地球的人看来,需要 1400.01年
在飞船上面的人看来,需要 6.26年

你看最后一个,才6年多,如果人类可以利用整个恒星的能量,也许可以把飞船加速到99.999%光速...编辑于 2017-02-18一千年前大多数人还不相信人类可以在天上飞呢,但是总有少数人相信大多数不相信的东西也是有可能实现的。明朝万户想坐火箭上天,结果他炸了个粉身碎骨,也许当时的评论家会说人类上天是痴人说梦根本不可能。但是几百年后的人们却用同样的方法不仅把人类送上了天还送到了太空。人类还发明了热气球,飞艇,飞机,飞行衣种种飞行的工具。如果现在科学家都因为相信权威而不去探索那特么和咸鱼有什么区别。也许对我们来说光速是个壁垒,但是对几百年以后的人类可能就不是了。那时候可能什么曲速引擎都已经是过时的技术了,分分钟光年之外。
当我们习惯了眼前的苟且,难道就不相信存在远方了?发布于 2017-03-04并不是“人不可能有超越光速的飞船”,而是“在现有的理论上来看不可能通过传统方法把亚光速物体加速至超越光速”
但是有很多理论都可以绕过这个规定....要在1秒内完成超过1光秒的位移不一定只有通过加速让物体超过光速飞过去这一种方法...开虫洞啊或者研发曲率引擎啊都可以达到超光速的效果并且不违反狭义相对论

固然开虫洞和研发曲率引擎对人类来说都是远得完全看不到的事情...虫洞到底存不存在到现在也毫无头绪...只是不能证明它不存在而已...但是就光从这点上来看开虫洞也比超光速靠谱...起码虫洞没有被现有的理论否定,不像超光速已经被被验证过无数次的狭义相对论证明不可能了....编辑于 2016-02-19不要因为现在认定的真理而锁死自己发展的道路发布于 2017-02-19明朝时候觉着我们反正也没有能跨过大洋的船,干脆就别弄这破事儿了。
后来发生的事情大家都看到啦。发布于 2016-02-22万一以后能造了呢发布于 2017-02-17各位已阐述不少,我想从另一个角度来说一点愚见。

不知道你是否了解费米悖论?在此我也不赘述,百度即可。
费米悖论恰好让我们问到,外星生物到底在哪里,为什么地球向宇宙深空发出的信号无一回应?

人类也许是有统治力的,当人类的智能到了现在开始去认识宇宙的时候,他们更加急于去探寻宇宙空间的同类——高智能生物,哪怕是地外生命的出现,他们也相信如此偌大的宇宙,是不可能没有其他生命的。或许,人类是孤独的。

而一颗类地行星出现,也许意味着生命的出现。而是否存在地外生命,正是一个科学界或许是人类都永远无法停滞的研究方向。如果有一天,地外生命得以发现,我相信那将是举世震惊的消息。

也许这不会是一个好消息,因为这将大大降低我们已经跨过大过滤器的可能性,也许意味着大过滤器就在我们的未来,按大过滤器理论来说,我们可能会面临物种灭绝。

当然了,我们可能发现的是更高一型文明的生物,比如二型文明(有能力利用母恒星全部能量)或者三型文明(有能力利用母星系全部能量)。根据卡尔达肖夫指数来看,我们甚至一型文明(有能力利用母行星全部能量)也达不到。如果是这样,星球大战这样的故事,也许不再只存在电影之中。

不过无论如何,至少,那时候我们将不再孤独。发布于 2017-02-18虽然我们的宇航速度被相对论卡死在光速之下,但是在理论前沿还是有很多超光速旅行的设想。最为著名的就是星际迷航中的曲速航行,利用空间移动来达到超光速(不明白请自行百度)。除此以外还有许多上帝工程,包括高维度移动,或者直接凿穿时空穿过虫洞来跨越巨大的距离。理论上可行,那么随着技术的进步和发展就一定有一天能实现,所以研究宜居世界并非全然没有意义发布于 2016-02-18谢邀。

的确,按照人类目前已知的理论来看,如果超过光速,时光将倒流(此处有误,详见评论@刘泽坤 )。然而,这只是人类目前的认知范围而已,随着对太空探索的不断深入,说不定将来的某一天,人类就能发现超越光速的太空航行方式。太空探索,就是人类不断追求极限,探索宇宙真理的过程,它给人类带来的利益更多是长期的,因此用“当前人类能否到达”作为标准来评价“探索是否值得”本身就是不合理的。哥白尼生活在15、16世纪,那个时候,人类尚无法飞出地球,连地球南北极都还未能到达,然而他提出的日心说的意义确是极为深远,为人类未来的太空探索打下了基础。

以下转自豆瓣,具体链接在下面
1970年,赞比亚修女 Mary Jucunda 给 Ernst Stuhlinger 博士写了一封信,他因在火星之旅工程中的原创性研究,成为NASA(美国航空航天局)Marshall 太空航行中心的科学副总监。信中,Mary Jucunda修女问道:目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭,他怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元。

Stuhlinger 很快给 Jucunda 修女回了信,同时还附带了一张题为“升起的地球”的照片,这张标志性的照片是宇航员William Anders 于1968年 在月球轨道上拍摄的(照片中可以看到月球的地面)。他这封真挚的回信随后由NASA以《为什么要探索宇宙》为标题发表。
Why Explore Space? 为什么要探索宇宙

无论什么时候,每一个族群,都需要一些仰望星空的人编辑于 2016-02-18
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