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多普勒原理及其在科学思维中的应用

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:有人会问,飞马座51距离地球大约50光年。按照多普勒原理,当我们测量一个光源的波长时,如果光源朝我们而来,测量到的波长会减少;如果光源离开我们,测量到的波长会增加。假如飞马座51真有个行星的话,因为重力的吸引,恒星飞马座51的位置会因为行星的绕转而移动。当我们看到飞马座51发出的光的波长在改变时,就可以下结论:这是因为有个行星在绕着它转。

多普勒原理及其在科学思维中的应用

有人会问,飞马座51距离地球大约50光年。在望远镜里,光是看到它已经不容易了,加上它放出的光会遮盖住绕着它转的行星,怎么还能看到它呢?按照多普勒原理,当我们测量一个光源的波长时,如果光源朝我们而来,测量到的波长会减少;如果光源离开我们,测量到的波长会增加。假如飞马座51真有个行星的话,因为重力的吸引,恒星飞马座51的位置会因为行星的绕转而移动。当我们看到飞马座51发出的光的波长在改变时,就可以下结论:这是因为有个行星在绕着它转。

所以,在德瑞克的估算里,我们要问:“银河系中和太阳相似的一百亿颗恒星里,有多少颗有行星?”比较高的估计是50%~100%,比较低的估计是10%,也就是有一二十亿颗和太阳相似的恒星是有行星的。

那么,在这至少一二十亿颗恒星里,多少颗行星有足以孕育生命的环境呢?按照我们在地球上的经验,水是不可缺少的,因为水可以作为溶剂,让分子结合成有机复合物,再成为蛋白质。在太阳系里,科学家认为离太阳太近,光解作用会让水分子分解而消失,精确一点地说,就是距离不能比地球和太阳的距离再近5%以上;相反地,离太阳太远水就会凝固,因此不能比地球和太阳的距离再远37%以上。除了水之外,碳、氧和氮也都是必要的。氢、氧、氮可以和碳结合成有机复合物;氧是个活性元素,当它和别的元素结合时,就会产生支持生命的能量;而氮是蛋白质的基本元素。(www.xing528.com)

前面提过,天文学家黄授书在1959年的论文中指出,离地球大约10光年的鲸鱼座的天仓五和波江座的天苑四有孕育支持生命的条件,因为天文学家在它们的光谱里看到碳和氧。此外,硫、硅也都有取代碳的可能,至于铁、钠、钾、钙都是我们身体里需要的金属元素。科学家估计,在一二十亿颗行星中,大概会有10%适合孕育生命,所以还是有一二亿颗行星可能有外星文明。

尽管如此,生命和有智慧能力的生命,还是不一样的。首先,什么是智慧能力?了解、学习创造、使用语言文字的能力,都可以说是智慧能力。从地球上三四十亿年以前,单细胞微生物开始进化的过程来看,多数的科学家相信,智慧能力的发展来自进化和遗传,不可能只是一个偶然的意外。换句话说,地球上的智慧文明不会是独一无二的。那么,在有孕育生命环境的行星里,有多少颗会孕育出有智慧能力的生命呢?这个比例可以估计为1%。

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