尋找外星生命似乎是科幻電影的永恆主題。但不論是形態各異的外星人還是奇幻莫測的宇宙環境，我們都能從中找出一絲絲“地球”的影子。

外星人的樣子再奇怪，也有眼睛、手、觸角，或像地球上某種生物外形的一部分；

太空環境再奇特，也無非是陸地、山、水、冰川等地球地貌的一種或幾種；

當你看完《它們都去哪了：系外行星的新世界》會發現，真正的宇宙比這些科幻電影“科幻”多了。因為電影的情節或多或少都是依據人類思維或現有科學理論創造而成。但人類現有的科技水平卻無法解讀所有宇宙現象。因此，科學家們往往會發現一些“超自然”現象。《它們都去哪了：系外行星的新世界》為我們呈現了打破大眾固有觀念的真實宇宙。

（此處可以類比馬克.吐溫的這句話:有時候真實比小說更加荒誕，因為虛構是在一定邏輯下進行的，而現實往往毫無邏輯可言。）

《它們都去哪了：系外行星的新世界》為讀者介紹了系外行星的探索歷程、方法，並詳細描述了與地球完全不同的、多種多樣的系外行星。最後以對系外行星為研究基礎，展望了在這些各式各樣的宇宙星體中存在外星生命的可能性。

邁克爾·薩默斯

邁克爾·薩默斯是喬治梅森大學行星科學家兼物理學和天文學教授。

自1989年以來，邁克爾·薩默斯就職於多個美國國家航空航天局（NASA）太空探測器任務團隊，承擔科學規劃和航天器觀測結果解釋等工作。目前是NASA“新視野”冥王星與冥衛一雙星任務的共同研究員，擔任其中大氣主題團隊（Atmospheres Theme Team）副主任。他曾於1992年和1998年分別獲得艾倫·伯曼（Alan J. Berman）研究出版獎。

詹姆斯·特賴菲爾和妻子

詹姆斯·特賴菲爾是喬治梅森大學克拉倫斯·羅賓森的物理學教授。

下面，讓我們跟隨這兩位科學家一起去看看真實的宇宙有哪些意想不到的現象吧。

1.液態水：並非如此“稀缺”

長久以來，科學家一直認為液態水是生命誕生的必要條件之一。因此，在搜尋外星生命時，行星表面有沒有液態水成為判斷此處是否可能存在生命的關鍵因素之一。行星上適宜的溫度則成為衡量是否有液態水的標誌之一。因為溫度太高，水會成為氣態，而溫度過低，水就會凝固。

什麼決定了行星的溫度呢？行星與它所圍繞的恆星之間的距離是其中一個要素。行星不能距離恆星太遠，不然恆星傳遞到行星上的熱量少，行星的溫度太低；反之，則溫度太高。長久以來科學家為了尋找液態水，一直在尋找能滿足這些苛刻要求的行星。

但隨著天文學的不斷髮展，科學家發現液態水僅在太陽系中就廣泛存在。而且液態水只能存在於天體表面的觀念也是錯誤的。在木星的衛星——木衛二表面-160度的冰層之下，存在一個液態水組成的次表層海洋，而且儲水量甚至超過地球上全部海洋的總和。

可是，木衛二遠離太陽，無法從太陽獲得熱量；而且它內部與地球不同，也沒有熱源。木衛二這個表面溫度可達零下一百多度的行星上，究竟是什麼為它提供熱量讓水保持液態呢？

答案是引力作用。木星和木星的其他衛星對木衛二的引力作用為它提供了熱量。

木衛二顧名思義，是木星的一顆衛星，它在圍繞木星旋轉。而且木衛二距離木星非常近，用不了四天就會繞木星公轉一圈。而木衛二週圍不只有木星的引力，還有木星其他衛星的引力。木星一共有79顆衛星。這些衛星的引力會干擾木衛二圍繞木星軌道趨向橢圓。

“也就是說，木衛二在圍繞木星公轉的過程中，距離木星的距離在不斷改變。這也就意味著木衛二內部的固體結構會不斷地被木星引力（潮汐）作用壓縮和拉伸，就像一片金屬被反覆地向正反兩個方向彎曲——這個過程就會產生熱量。這個被稱為”潮汐加熱“的過程，足以讓木衛二的冰下海洋保持凝固點以上的溫度。

——《它們都去哪了》”

2.流浪行星：行星不一定環繞恆星執行

一般來說，行星都會圍繞一顆恆星運動。這顆恆星為行星表面提供能量（熱量）。在《它們都去哪了》中，作者稱這樣的行星為“傳統行星”。下圖中心是太陽，周圍是太陽系的行星。這些行星都圍繞太陽執行。

1.來自行星形成之初的能量雖然會逐漸冷卻，但冷卻過程卻可能長達數十億年。目前地球內部仍然存在的能量就來自於此種形式；

2.行星內部放射性元素的衰變。地球內部鈾的衰變屬於這種形式；

3.潮汐加熱。上文中介紹的維持木衛二地下次表層海洋的能量就是這種。

因此，即使行星不圍繞恆星執行也能獲得能量。科學家們也的確發現了這種不圍繞恆星執行的行星，並把它們稱為流浪行星。下圖中運動的天體就是流浪行星，可以看出它的執行並沒有圍繞恆星。

讓人意想不到的是，科學家根據觀測推算，銀河系中流浪行星的數量甚至有可能是環繞恆星執行的這種“傳統”行星的2倍到10萬倍。不過由於沒有恆星提供可見光源，流浪行星表面是永恆的黑暗。

但如果流浪行星是顆氣態巨行星，那麼它很有可能還會有衛星在周圍環繞。這樣的話，行星的引力就會讓周圍的衛星產生潮汐加熱，這就會產生像木衛二一樣的地下次表層海洋。液態水的存在就可能孕育生命。

不過遺憾的是，由於流浪行星沒有圍繞恆星執行，無法反射恆星發出的光，所以我們在地球上很難用望遠鏡觀測到。目前科學家用一種稱為引力透鏡的技術搜尋流浪行星。

引力透鏡的原理來自廣義相對論。

為了簡單理解這個原理，我們可以設想下面的場景：

當一束光經過一塊三稜鏡或者透鏡時，光的傳播路線會發生改變。除了常見的玻璃之外，物體的引力也可以讓光的路線發生變化。設想一下，當一個光源與觀測者之間恰好有一個物體時，中間那個物體產生的引力會像凸透鏡一樣將光線會聚起來。此時，這個天體就是一個“引力透鏡”。利用相對論，科學家可以計算出光線在物體引力作用下偏轉的角度。

——王善欽，引力透鏡：宇宙中的放大鏡.科技日報，2019-04-18

科學家搜尋流浪行星依據的就是引力透鏡技術。當流浪行星位於我們的觀測點和恆星發出的光源之間時，恆星的光會受到流浪行星的引力作用發生偏轉。我們此時看到的恆星會呈現出光環或光弧狀。當我們看到這樣的光環或光弧就表明，在我們和恆星之間存在著一個巨大的物體，這個物體有可能就是流浪行星。

3.外星人：我們找的到底是外星人還是“類地球人”？

《它們都去哪了》的書名源於“費米悖論”。

費米

“費米悖論”闡述的就是對地外文明存在性的過高估計和缺少相關證據之間的矛盾。

對地外文明存在性的過高估計是指：如果我們承認地球在茫茫宇宙中並不特殊，那麼僅僅銀河系就大約有2500億顆恆星，可觀測宇宙內就有大約700顆。即使智慧生命以很小的機率出現在圍繞這些恆星的行星中，那麼僅僅在銀河系內就應該有相當大數量的文明存在。

缺少相關證據是指：考慮到智慧生命克服資源稀少性的能力和對外擴張的傾向性，任何高等文明都很可能會尋找新的資源和開拓他們所在的恆星系統，然後是涉足鄰近的星系。而在宇宙誕生137億年之後，我們沒有在地球或可觀測宇宙的其他地方，找到其他智慧生命存在的切實可靠的證據。

從這個角度來說，我們可以認為智慧生命是很稀少的，地球上的生命是有稀缺性的。或者說我們對智慧生命的一般行為的理解是有誤的。

人類是否是稀少的智慧生命還未可知。但我們能確定的是，科學家都是以地球生命為範本來搜尋外星生命的。而目前，地球上已知的生命都產生於碳基分子的化學反應。如果宇宙中真的存在其他生命形式，人類面臨的問題可能不是找不到，而是不知道如何去找。儘管科幻小說家和科幻電影導演貢獻出了多種多樣的外星生命形式，但就像我在文章開頭說的那樣，究其根本這些生命形式只是地球生命的變形而已。或許橫亙在人類與外星生命之間的最大障礙恰恰是人類自身，因為人類無法尋找超越自己認知水平之外的東西。

因為“這個世界不僅比你想象的要陌生，而且比你能想象的要陌生。”

——約翰·伯頓·桑德森·霍爾丹（《它們都去哪了》結語的開篇引用的就是這兩句話）