科幻小说中的很多内容最后都变成了现实 。 比如伟大的科幻小说家儒勒·凡尔纳在作品中预言了飞机、登月飞船、电力驱动的潜水艇、电视等等 。 二十一世纪人类最伟大的科幻小说家无疑是刘慈欣 ， 《三体》在人类科幻小说史上具有巅峰般的地位 。 假如现在有人告诉你 ， 大刘在《三体》中设想的三体文明 ， 竟然有成真的可能性 ， 你会怎么想？希望真有三体文明？还是不希望在黑暗的森林中碰到另一个拿猎枪的？事情要从科学家最近的一个发现说起 。
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刘慈欣
我们都知道 ， 半人马α星系是距离太阳系最近的一个恒星系 。 这个恒星系由三颗恒星组成 ， 组成了所谓的“三体”系统 ， 也就是科幻小说《三体》中的三体文明所在地 。 这其中有两颗互相环绕的恒星 ， 半人马αA星和半人马αB星 ， 另外还有一颗红矮星围绕着AB二星旋转 ， 它就是著名的比邻星 。 比邻星距离太阳4.24光年 ， 是距离太阳系最近的恒星 。
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半人马α三星系统（中间是AB二星 ， 外面沿黄线运行的是比邻星）
B两星与太阳相距4.37光年 。 其中A星 ， 比太阳重10% ， 但比太阳亮50% ， 和太阳一样属于G型黄矮星；B星比太阳轻10% ， 但亮度只有太阳的一半 ， 属于K型黄矮星 。 而比邻星质量为太阳的12% ， 直径是太阳的15% ， 归类为红矮星 ， 在太空中只能发出暗红色的光 。
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太阳与半人马α三颗恒星的比较
由此可见 ， 在半人马α星系中 ， A星与太阳很相似 。 这也是为什么大导演詹姆斯·卡梅隆的著名电影《阿凡达》 ， 将潘多拉星球 ， 设定为环绕A星旋转的一颗气态行星的卫星 。 如果地球人真的能够来这里殖民的话 ， 半人马αA星绝对是非常合适的地点 ， 因为A星各方面的条件实在是和太阳太像了 。
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《阿凡达》中的潘多拉星球
地球人要真想过去殖民 ， 首先那里得有岩石行星才行 ， 否则带者地球去流浪--刘慈欣《流浪地球》的目的地 ， 恰恰也是这个三体星系--至少在可预期的未来是不可能的 。 不过 ， 这个问题现在已经解决了 。
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刘慈欣《流浪地球》的目的地也是半人马α星系
前不久 ， 《自然通信》（Nature Communications）杂志发表了一般文章 ， 宣布在A星附近发现行星了 ， 而且是在A星的宜居带以内 。 下面我们先说说科学家是怎么做出这个发现 ， 然后再来讨论一下这个发现的意义 。
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A星宜居带内可能有行星
其实说来话长 ， 要从突破计划（Breakthrough Initiative）说起 。 突破计划成立于2015年 ， 发起者是尤里·米尔纳 ， 俄国出生的犹太人 ， 著名风险投资家 ， 在Facebook ， Twitter ， Spotify ， Groupon ， 京东 ， 小米 ， 阿里巴巴 ， Airbnb ， Whatsapp等企业都有投资 ， 现在估计自己都不知道自己有多少钱 。 跟着尤里·米尔纳一起掏钱的还有扎克伯格等人 。
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突破计划成立时的场面（左一为尤里·米尔纳 ， 左二为史蒂芬·霍金）
突破计划的主要目的是探索地外智慧文明 。 2015年的时候霍金还活着 ， 而且霍金一直对探索地外文明非常感兴趣 ， 所以被抬出来站台当吉祥物 。 突破计划中最出名的部分叫做突破摄星（Breakthrough Starshot） ， 打算用地球上射出的激光推动光帆 ， 加速到20%光速 ， 飞向临近太阳系的比邻星等处 ， 看看那里是个啥情况 ， 还要拍照片传回地球 。 不过以地球人现在的技术水平 ， 根本没有实现的可能 ， 困难不是一点两点 ， 就不细说了 。
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突破摄星计划
突破计划还有突破收听（Breakthrough Listen）、突破发信息（Breakthrough Message）、突破观察（Breakthrough Watch）等其他子计划 。 其中突破收听就是接收外星信号 ， 进而分辨是否有智慧文明 。 突破发信息计划是向太空发送关于地球的信息 。
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宇宙各个文明就像行走在黑暗森林里的猎人 ， 不被发现才是最好的
自从刘慈欣的黑暗森林理论广泛传播以来 ， 大家应该都能意识到 ， 但凡有点心眼的外星智慧文明 ， 都不会随便暴露自己的位置 。 这恐怕也是为什么之前著名的搜寻外星文明信号的SETI计划 ， 除了一个不能重复的奇怪的WOW！信号之外 ， 没有任何像样的发现 。 同样的 ， 突破发信息计划 ， 根本没有实施的打算 ， 因为突破计划自己宣称：要全人类同意才能向地外发信号 。 最起码大刘是肯定不会同意的 。
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著名的WOW！信号 ， 发现于1977年
突破观察计划是通过望远镜寻找地球20光年之内的区域 ， 有没有地球大小的岩石星球 ， 以及其上是否有文明活动的迹象 ， 而且重点搜索区域就是半人马α星系 。 这次半人马αA星附近宜居带内行星的发现 ， 正是突破观察的成果 。 所谓的宜居带 ， 就是恒星附近不远也不近的地方 ， 行星表面温度不冷不也热 ， 类似于地球这样 ， 适合液态水存在 。
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半人马αA、B两星的宜居带区域（1AU=地球到太阳的平均距离 ， 约1亿5千万公里）
过去寻找地外行星 ， 最常见的办法是通过所谓的掩星法 ， 就是行星经过恒星之前 ， 恒星的光芒被遮挡 ， 会发生微小的下降 ， 然后又上升 。 不过掩星法有很多的缺点 ， 比如更适合发现比较大的行星 ， 也更适合环绕恒星周期比较短的行星 。
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掩星法利用了类似于日食的原理
突破观察的思路很简单 ， 先将主恒星的光遮挡起来 ， 再通过近红外波段观察 ， 有可能直接获得行星的图像 。 突破观察为此制作了特殊设备 ， 加装到位于智利的欧洲南方天文台（European Southen Observatory ， ESO）的VLT（Very Large Telescope）上 。 VLT总计有4台望远镜 ， 直径为8.2米 ， 工作范围在可见光和红外波段 ， 是世界上最大的望远镜之一 。 目前全球口径最大的望远镜是美国11.9米的LBT 。
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ESO的VLT
从2019年开始 ， 突破观察与ESO合作推进了对半人马α星系AB两颗恒星宜居带的观察工作 ， 总计积累了100小时的观察时间 。 目前的技术可以在半人马α星系AB两颗恒星的宜居带内 ， 找到3倍地球直径以上大小的行星 。 这次发现的行星 ， 据估计直径为地球的5至7倍 。 当然 ， 这颗行星是否真的存在还不能最终确定 ， 更多的研究计划受到了2020年之后疫情的影响 。 但这次的结果为未来观测开辟了新的道路 ， 很快会有更多的研究结果来检验这颗行星的真伪 ， 或者暴露关于它的更多细节 。
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图中C1为观察到的行星图像
这颗5到7倍地球直径的行星 ， 如果最终确认的话 ， 大小在海王星和土星之间 。 海王星的直径是地球的4倍 ， 土星直径是地球的10倍 。 一般来说 ， 岩石行星的直径不超过地球直径的1.7倍 。 因此科学家认为 ， 这颗行星可能是一个热海王星 。 也就是说 ， 这颗行星最外面有大气层 ， 下面是液态的海洋 ， 内部有一个固态的内核 。 目前关于这颗星体 ， 除了估计了它的大小 ， 还知道它的热辐射数据和地球类似 ， 即它的表面温度可能和地球差不多 。
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海王星与地球对比
在类海王星行星上 ， 即便温度适中 ， 能够产生生命 ， 也未见得能产生智慧文明--毕竟缺少陆地 。 但假如这颗行星有一颗类似于土卫六那样的卫星 ， 则非常适合于智慧生命的生存 。 土卫六的直径是地球的40% ， 比月球大将近50% ， 重力是地球的八分之一 ， 弱于月球 ， 月球重力是地球的六分之一 。
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地球、土卫六泰坦、月球对比
土卫六有非常稠密的大气层 。 如果给人加上翅膀 ， 由于大气稠密且重力低 ， 人可以靠扇动翅膀在土卫六上飞起来 。 听到这些 ， 是不是有种很熟悉的感觉？没错 ， 《阿凡达》里面的潘多拉星球 ， 就是这样的设定 。 在那里人可以骑在龙上飞 ， 还有能悬浮的山体 ， 都是低重力加上大气稠密的结果 。
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《阿凡达》场景
看到这里有人可能在想 ， 半人马α星那里 ， 不可能发展出高级智慧文明 ， 毕竟三体行星的环境太恶劣了 。 其实这是刘慈欣《三体》小说带给大家的误解 。 那种混沌的三体系统 ， 需要三个质量差不多的星体在一起才行 。 半人马α星系 ， 其实是一个稳定系统 ， 其中A星和B星组成稳定的双星系统；远处的比邻星 ， 质量很小 ， 距离也很远 ， 其引力对A、B两星那里影响非常小 。
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混沌的三体系统
实际上 ， 假如A星宜居带中的热海王星行星真的有土卫六一样的卫星 ， 那里将非常适合智慧生命的演化 。 半人马αA星和太阳非常相似 ， 而且年龄和太阳都差不多 。 假如地球上能产生生命的话 ， 半人马星系那里也很有可能出现生命 。 这样的卫星温度适宜 ， 而且有巨大的主星吸引小行星撞击 ， 可以避免出现6600万年前小行星撞地球灭绝恐龙那样的惨剧 ， 生命有更适宜的条件进行演化 。 因此我们不禁好奇 ， 那里的智慧生命能发展到什么样的水平？
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潘多拉星球上的夜晚
按计划在2021年10月31日 ， 当然不排除再次推迟的可能性 ， 詹姆斯·韦伯太空望远镜将要升空 。 詹姆斯·韦伯拥有6.5米口径的望远镜 ， 远超哈勃的2.4米 。 韦伯的一个重要任务就是在近红外波段对地外行星的大气进行观测 。 或许届时就能有更多的结果向大家报告 。
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詹姆斯·韦伯太空望远镜
到2025年 ， ESO的39.3米口径极大望远镜ELT将上线 ， 集光能力将是VLT的近20倍 。 届时可对地球大小的地外行星成像 ， 甚至研究地外行星大气层的构成 。 不过 ， 假如半人马αA星的宜居带那里有热海王星的话 ， 其宜居带内很难再有类似于地球的岩石行星 。 寻找智慧生命的希望应该寄托在热海王星的卫星上 。 但是目前的技术能否支持寻找这样的卫星 ， 还是未知数 。
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ELT效果图
如果真的要派探测器过去看一看 ， 要等到核聚变技术成熟之后 ， 发射核聚变推进的探测器 ， 在几十年时间里抵达半人马α星系 ， 为地球人献上近距离图像 ， 让我们看到更多的细节 。 其实这一天也不会太遥远 。 本世纪内核聚变太空引擎就会出现 。 很可能下世纪的某个时间点 ， 人类就能看到那个三体星系的高清无码照片 。
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在半人马αA的行星上 ， 天空中有两个太阳
【半人马|刘慈欣《三体》预言成真？半人马α星系宜居带发现行星】祝大家身体健康 ， 活到那一天！
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