欧阳自远 向太阳系的星辰大海前进

欧阳自远：中国科学院院士、发展中国家科学院院士和国际宇航科学院院士，我国陨石学与天体化学领域的开创者。现任中国科学院地球化学研究所研究员，国家天文台高级顾问。
 
1993 年以来，主要从事中国月球与深空探测的近期目标与长远规划的制订，设计我国首次月球探测的科学目标与载荷配置和第二、三期月球探测的方案与科学目标，是中国探月工程的首任首席科学家，现为月球探测领导小组高级顾问。
 
欧阳自远院士长期从事陨石学、月球科学、地球与行星科学研究 60 多年，成果获国家科学大会奖、国家自然科学奖和科技进步奖多项、贵州省最高科学技术奖，中科院自然科学一等奖和科技进步一等奖、工信部科技进步特等奖、国家科技进步特等奖等。
 
（内容整理自墨子沙龙“向太阳系的星辰大海挺进”活动）
 
谢谢主持人的介绍，感谢墨子沙龙的邀请，很荣幸能参加墨子沙龙的活动。我今天要讲的题目是向太阳系的星辰大海挺进。
 
 
 
大家看到这个题目可能觉得不对，我们现在总是说要向宇宙进军，要揭开宇宙的奥秘，要进行星际的探测，但我还要是老老实实地说，现在人类的能力和水平只能向太阳系的星辰大海挺进。我大约分五部分，来介绍这里面的内容。
 
前言
人类自古以来深受神权影响，当时在欧洲最流行的地心学说，说的是所有的天体都围绕着地球转。太阳是绕着地球转东出西落，整个宇宙都是绕着地球转，地球是中心，这也符合上帝创世的传说。
 
 
 
 
 
1543 年，哥白尼提出了日心学说，即太阳系的这些行星，都受太阳控制，一方面自转，一方面绕着太阳公转。这是一个革命性的发现，也带来了科学的蓬勃发展，让我们从此对整个太阳系的认识走向了一条正确的道路。
 
日心说被证实后，大家就要研究整个宇宙尺寸、历史等。从哥白尼以来的 500 来年，经过科学家们的不懈的努力，我们认为宇宙在大约 138 亿年前有一次大爆炸，形成了千千万万个星系，而现在宇宙可见的半径大概有 460 亿光年。
 
 
 
 
 
宇宙的年龄大约 138 亿年，宇宙大爆炸形成了千千万万个星系。宇宙可见半径为 460 亿光年。宇宙是所有时间、空间与其包含的内容物构成的统一体。
 
宇宙形成了千千万个星系，我们居住的星系叫银河系，中国古代叫天河。银河系只是宇宙千千万个星系当中的一个，直径大约有十万光年，也是非常庞大而浩瀚的。
 
 
 
一条天河上面有很多星星，“天上的星星亮晶晶”。因为天上的星星自己可以发光，所以才能被看到。银河系里有那么多星星，我们的太阳是千千万个星星当中的一个，现在已经知道银河系里大概有 2000 亿个“太阳”，我们的太阳是其中一个，在银河系的一个悬臂上。这 2000 亿个“太阳”中，每个“太阳”都管了一串行星。我们所在的地球，也只是太阳系管辖的八大行星之一。银河系里的“太阳”，哪个“太阳”比较大，带的行星可能就会比较多。在银河系里 2000 亿个“太阳”里，我们所在的太阳系是银河系里面普普通通的一个。所以即使以银河系的尺度来看，我们都是沧海一粟，所以以人类现在的探测能力，只能探测到太阳系。
 
 
 
1977 年，美国发射了两个探测器，叫旅行者一号和旅行者二号。到今天飞了 44 年，这 44 年一直以第三宇宙速度，每一秒钟飞 16 公里，这速度看起来很快，但 44 年飞了多远呢？就在下图中弓形激波旁边，蓝色三角形显示的位置。而太阳系到底有多大呢？地球跟太阳的距离是 1 亿 5000 万公里，我们把它叫做一个天文单位，太阳系管辖的范围有 10 万个到 20 万个天文单位，即 15 万亿到 30 万亿公里。那旅行者一号二号飞到哪了？只飞了 260 亿公里。
 
 
 
 
 
1977 年发射的“旅行者 1 号、2 号”，飞行 44 年到达距离地球 260 亿千米（~174 天文单位），到达太阳系半径的千分之一。
 
我们太阳系的邻居，正式名称叫半人马座阿尔法，中国人叫它比邻星，天涯若比邻的意思。太阳跟比邻星的距离，有 15 万亿到 30 万亿公里。那么旅行者一号、二号只飞了太阳系半径的千分之一。所以假如从地球上发射探测器，以现在人类的技术水平，大概要三万年才能够飞出太阳系到半人马座，比邻星管辖的范围。所以以现在的能力，我们根本出不去。
 
旅行者一号、二号是国际上非常有名的探测器，他们开始以为路上一定能够碰见外星人，所以录了一些光盘，一边飞一边放出来，向外星人问好。另外挑了一些非常好听的乐曲，比如我们中国的“高山流水”也被挑进去了，希望外星人喜欢我们地球人类的音乐。但飞了 40 多年了，现在还在太阳系里头。
 
下图在太阳的旁边的是八大行星，太阳系外面还有更浩瀚的奥尔特云，要飞三万年才能飞到。太阳系有八大行星，而我们去年才去火星，所以我们现在人类的探测只是行星际之间的探测，还要几十年才慢慢地飞过这八大行星，还要上千年、上万年，才能飞出太阳系。所以我老老实实地说，我们人类现在深空探测的任务，就是要探测行星际空间的太阳系。
 
 
科学家抱着极大的期望，发射了那么多的太空望远镜，著名的有哈勃望远镜、开普勒望远镜等等。经过这几十年的努力，在银河系里找到了 700 到 800 个比较像地球的行星。那上面是不是有外星人呢？这虽然引起了科学家极大的兴趣，但是很遗憾，距离地球太遥远了，无法进行探测。比如开普勒找到了地球的一个表兄弟，或者叫“2.0 版”的地球 —— 开普勒 186f。它离我们地球有 500 光年。也就是我们用望远镜看到它的形貌，是他 500 年前的情况，光从它那儿传到地球要经过 500 年的时间。