科学幻想对人类改造外星世界将其变为适合人类居住的环境进行长时间的向往,比如有科幻小说提到我们要征服火星,可以先提升这颗红色星球的温度,同时将火星稀薄的大气变厚,温度和压力的改变可使人类在火星上漫游而不需要穿着宇宙服,其中一种方案认为可以利用太阳能量并人为创造出大量的温室气体,将火星的温度提升至宜居状态。

如果人类有一天能改变另外一颗行星的环境,那么技术更加先进的宇宙超级文明早已完成这项工程,因此有天文学家提出我们可以通过探测某些挥发(泄露)的物质来寻找智慧文明的存在。根据空间科学研究院的天文科学家马克?克莱尔(Mark Claire)介绍:“在我们的假设中外星智慧物种可以通过它们所处行星大气中的某些‘示踪物质’发现踪迹。”其中一种可能存在的“失踪物质”为氟氯烃(CFCs),该物质无毒并相当稳定,可以在大气中长期存在,平常生活中的空调机就是利用氟氯烃当作制冷剂,是典型的温室气体。
科学家认为氟氯烃是完全有人类创造出现的物质,大气中还没有发现该物质的自发形成过程,如果外星智慧物种已经进展到这一文明阶段,我们就可以通过望远镜检测到遥远行星大气中氟氯烃的信号,这可能当作表明外星智慧文明存在的有力证据,当然我们需要排除可能来自地球的氟氯烃干扰。天体物种学家桑简?索姆(Sanjoy Som)认为氟氯烃当作文明工业化的一个重要示踪物质,这些大气污染的副产品可能泄露文明存在的踪迹。
NASA开普勒系外行星探测器到目前为止确认了数百了系外行星,发现的总数量已经突破上千个,但是现有的空间望远镜还没有分析这些系外行星的大气成分,帆叶网,但是类似氟氯烃这样的物质应该较为容易被探测到,因为该物质的吸光能力以及方式与自然化学过程中存在非常大的不同。现在我们的空间科学研究已经到了寻找太阳系外可居住行星的阶段,在探测系外行星大气成分领域,我们已经进行了将近十年的详细分析。
坎-太阳系的形成之谜:揭示宇宙中最神秘的宇宙尘埃气体如何聚集成形
人们对太阳系的起源一直充满了好奇和想象。在哥白尼提出日心说之前,普遍认为地球是宇宙的中心,所有天体都绕着地球旋转。日心说的逐渐被接受,太阳成了新的中心。但随着科技的飞速发展,我们意识到太阳系只是宇宙中一个微不足道的存在。对于太阳系的起源,科学家们提出了多种假说,其中最为广泛接受的是星云假说。据科学家们推测,大约50亿年前,宇宙中的尘埃和气体受到超新星爆发的影响,开始逐渐收缩,形成了一个巨大的旋转圆盘。巨大的质量使得圆盘中央的物质被引力吸引,最终形成了太阳的前身。随着温度升高,太阳核心达到临界点,氢原子开始发生核聚变,释放出能量,同时生成了氦原子,太阳由此诞生。在旋转圆盘附近,未被太阳吸收的物质逐渐聚集,形成了越来越大的碎片,被称为星子核,即原始行星。太阳风将较轻的星子核推离,而较重的则留在太阳附近。远离太阳的星子核由于温度较低,逐渐吸收气体,体积逐渐增大。靠近太阳的星子核则通过吸收较重的物质形成岩质行星,例如地球。太阳系由八颗行星组成,按距离太阳远近排列为:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。同时,太阳系又被划分为内太阳系和外太阳系。外太阳系包括海王星以外的区域,包括柯伊伯带和奥尔特云,这些区域中的天体被称为外海王星天体。日球层是太阳风影响的区域,包围着整个行星系统,其半径超过100个天文单位,超出日球层即为星际空间。星云假说最早出现在1755年,由康德和拉普拉斯在《自然通史和天体论》中提出。他们认为,太阳系是由微小颗粒在万有引力的作用下相互吸引、逐渐聚集而形成的。经过漫长的演化,最终形成了今天看到的稳定恒星系统。太阳系的起源和演变是宇宙演化的缩影,虽然充满未知和挑战,但科学家们不断探索这一奥秘,为我们揭示了宇宙的壮丽。在未来的研究中,科学家们将继续深入太阳系的起源和演变,以更好地理解宇宙的奥秘。太阳系作为我们的家园,将持续为人类带来关于宇宙的宝贵知识,指引我们不断前行,探索更广阔的宇宙奥秘。
让人类绝望的熵增定律,暗示宇宙终将湮灭,人类摆脱宿命吗?
地球上拥有上千万个物种,都属于碳基生命,而人类只是其中之一。不过,拥有智慧的我们,从千万个物种当中脱颖而出,成为恐龙时代之后地球上的新霸主。与恐龙利用庞大的身躯统治地球不同,人类利用的是无与伦比的智慧来统治地球的。智慧的力量是无穷的,让我们了解到越来越多的宇宙奥秘,同时也创造出了灿烂的人类科技文明,让地球成为太阳系一颗耀眼的明珠!探索大自然奥秘的道路虽然坎坷,但是科学家们也发现了很多乐趣。更重要的是,在这个过程中,可以更好地发展科学,推动人类文明发展。但是,科学家们发现的其中一条科学规律, 无论如何都让我们快乐不起来。这条规律就是热力学第二定律,又被称为熵增定律。熵,是描述一个系统混乱程度的物理量。熵越高,代表越混乱,熵越低,代表越有序。而熵增定律告诉我们,在一个封闭的系统里,熵只会只宇宙从诞生的那一刻起,熵不会减小。意味着宇宙越来越混乱无序,而且这个过程是不可逆的。随着宇宙中熵值的不断增加,宇宙这个庞大的系统就会变得越来越混乱,越来越不稳定,最终走向彻底的无序,湮灭。熵增定律让人类几乎陷入绝望,因为无论怎么做,我们都改变不了宇宙整体走向熵增的结果。同时,熵增定律也确实可以解释几乎所有的宇宙轮回现象,比如说生死轮回,恒星的诞生与消亡,本质上都是熵增的表现。不过,人类文明创造的一切成果本质上都是熵减的结果,包括人类自身其实都是熵减的结果。这是不是违反了熵增定律呢?并没有。因为人类创造的熵减环境,只是在某个局部,某个时间段创建的,并不会改变宇宙整体走向熵增的大趋势。这与宇宙整体在膨胀,但银河系与仙女座星系却在彼此靠近是一个道理。人类文明的快速发展,让我们对未来有了更多的预期,我们梦想着未来某天人类能实现星际殖民,甚至能实现永生。但熵增定律的存在,意味着永生是不可能存在的,因为即便是宇宙,也会在未来的某天走向湮灭,人类谈何永生?或许,还有讨价还价的余地,宇宙终将走向会终结,但或许我们有办法摆脱和宇宙一样的命运。首先我们要弄清楚宇宙到底是如何诞生的,以及如何走向终结的。刚才讲了,宇宙会因为熵增而最终走向彻底的混乱,但到底是如何走向混乱的呢?是一个极其漫长的过程。首先,根据现有科学理论,宇宙诞生于138亿年前的大爆炸,一个体积无穷小,温度密度无限高的奇点,突然急剧膨胀,才有了我们的宇宙。奇点可以认为是一个时空能量点,或者超时空点,它并不属于我们的四维时空。大爆炸刚开始不久,由于温度非常高,物质只能以能量的形式存在。随着温度不断下降,能量开始转化为质量,能量和质量的转化是被允许的,因为爱因斯坦的质能方程表明,质量和能量其实是一回事。自从宇宙诞生之后,就一直在膨胀,速度甚至比光速还要快。科学家们目前也无法确定宇宙为什么会膨胀,膨胀的动力到底来自哪里?目前的猜测是,暗能量是宇宙膨胀背后的元凶,但暗能量又是来自哪里呢?科学家们并不确定。但我们明白一个道理,任何形式的扩张膨胀都是需要能量的。比如说想要气球不断膨胀变大,就需要外部能量不断向气球内部吹起。也就是说,宇宙的膨胀需要外部能量支持,这里的外部显然不是来自宇宙自身,而是宇宙的外部。宇宙的外部是哪里?我们同样不知道,但可以推测,应该是多元宇宙或者平行宇宙。也就是说,我们的宇宙不应该是一个封闭的系统,否则就很难解释宇宙大爆炸瞬间巨大的能量是如何产生的,还有宇宙膨胀的巨大能量又来自哪里。说白了,我们的宇宙会与多元宇宙有某种交集,当然我们并不知道什么形式的交集,但肯定会以某种形式完成能量的传递。但无论如何,只要我们的宇宙不是封闭的系统,一切都好办多了。刚开始我已经讲了,熵增定律并不是绝对的,是有前提条件的,这个条件就是封闭系统。在一个封闭的系统里,该系统的熵只会自发地变大或者保持不变,这只是理论上分析,实际上只会变大,保持不变是理想中的完美模型。但如果系统不是封闭的,就会变得一切皆有可能。如果人类科技足够发达,就可以从多元宇宙汲取负熵,阻止我们的宇宙向着熵增的方向演化,起码能减缓我们宇宙熵增的速度,延长宇宙的寿命。实际上,地球上的生命体都是高度低熵的事物,都需要不断从外部环境汲取负熵或者低熵来维持本身的低熵状态。对于生命体比如说人体本身来讲,各种事物就属于负熵范畴,比如说面包,被我们食用之后排出体外,排泄物就属于高熵事物。而宇宙就相当于一个巨大的生命体,如果没有外部能量的输入,不能从外部环境汲取负熵,当然会走向终结。当然,任何涉及多元宇宙的概念,对于人类来讲都是巨大的考验,毕竟人类连自己所在的太阳系都没有研究明白,多元宇宙的概念就显得更遥不可及了。但起码大自然给我们指明了一条路,通向永生的道路,我们只需要等待,用时间去证明一切。等到人类文明足够发达时,或许我们能轻松驾驭我们的宇宙,甚至多元宇宙!这听起来太疯狂了,但人类文明就是在各种疯狂之后不断走向未来的。对于一百多年前的人类来讲,如今的通信系统,比如说电脑手机也很疯狂,一百多年前的人类很难想象到,相隔万里的两个人,居然能看到对方,面对面交流!