撰文 Shannon Hall
翻译 韩晶晶
400多年前，文艺复兴时期的科学家哥白尼提出，我们的地球并不是太阳系的中心，这让人类的地位大幅降格。此后的每次科学革命，都在进一步地令我们人类失去曾珍视的特殊地位，并揭示出一个冰冷无情的事实——从整个宇宙的层面上看，我们这个物种只是一粒尘埃般行星上的一粒尘埃。科学家对太阳系外行星的最新计算表明，地球只是整个可观测宇宙中约7万亿亿个类地行星中的一个。但是，这些行星的平均年龄要比地球年龄高很多，而且它们一般所处的星系也与银河系大不相同，这或许会颠覆哥白尼原则（即地球并无特殊地位，甚至宇宙中也不存在什么特殊的位置）。
瑞典乌普萨拉大学的天文学家Erik Zackrisson和同事根据目前天文学家已发现的类地行星，构建了包括整个可观测宇宙中所有类地行星的宇宙大纲。在计算机模拟中，他们建立了一个包含着早期星系模型的迷你宇宙。然后他们把科学家目前所知的物理规律（描述星系如何生长，恒星如何演化以及行星如何形成）应用到模型中。最终，他们让这个模型以快进的方式经历13.8亿年的宇宙历史。他们把模拟结果论文发表到了预印本网站arxiv.org，并投给了天体物理学报（Astrophysical Journal）。这一结果提供了有关太阳系外行星统计规律的丰富信息，有望帮助天文学家理解我们在宇宙中所处的地位。论文作者之一，卡耐基天文台的Andrew Benson说：“现在我们已经可以开始进行这种研究，这有点难以置信。”他说，直到最近，已知的太阳系外行星都还太少了，以至于不可能对宇宙中其余行星做出合理的推断。不过，他的团队的发现仍只是对宇宙可能情况的初步猜测。“像这样的计算中肯定还存在很多不确定因素。我们对模拟中各个部分的认识仍是不完善的。”他补充说。
以太阳系外行星为例，NASA的开普勒望远镜可以说是世界上最好的行星猎手，但它使用的方法极具挑战性，常被形容为在数千千米之外观察探照灯旁的一只萤火虫。因为开普勒望远镜观测的是行星穿过恒星前面时令后者亮度略微降低的现象，所以它更容易找到距离恒星较近的大质量行星。因此，开普勒找的行星明显倾向于这一类，而较小的、距离恒星较远的行星在其中所占比例就要比真实的数值低。天文学家确实也在使用其他技术搜索距离恒星较远的、较小的行星，但这些方法相对来说都比较新，还没有像开普勒那样找到大量的行星。此外，“我们所了解的一切有关太阳系外行星的知识，来源都是银河系很小的一个区域，”Zackrisson说，这个区域中绝大多数恒星在重元素含量和其他方面彼此都非常类似。为了猜测在重元素含量更低的恒星（例如小星系或宇宙早期的恒星）周围，行星是怎样形成的，他们的团队必须采用外推的方法。
对他们模型中的星系和宇宙学输入参数，科学家也有类似的担心，但尽管如此，他们估计自己得到的最终数字应该可以精确到一个数量级之内。把误差考虑在内后，研究者得出的结论是，地球轻微地违背了哥白尼原则。我们的黯淡蓝点可能终究还是个特殊的地方。“虽然还不能说我们出现在银河系这样一个星系中是个巧合，但也足以让你重新思考这个问题，”博伊西州立大学的Jay Olson说，他没有参与这项研究。他和Zackrisson都认为，给这个发现加上一些目前未知的附加说明，应该还是符合哥白尼原则的。“当你发现这种不同寻常的情况……”Zackrisson说，“……这意味着要么我们抽中了超低概率的彩票大奖，要么我们还不理解这个彩票的抽奖机制。
但麻省理工学院的Max Tegmark（未参与该研究）认为，地球严重违背了哥白尼原则，不仅是它的位置，还有它的年龄。“如果有一些文明起步比我们早35亿年，那么为何他们还没能殖民整个银河系？”Tegmark说，“在我看来，最有可能的解释就是，如果这类行星没什么稀罕的，那就是演化出高度智慧生命的机会非常少。”那么我们还应该觉得自己微不足道吗，还应该卑微到尘埃里吗？他说，根本不必。“或许在遥远的未来，宇宙中将会充满生命，而这要归功于我们这些人类。”
原文链接：http://www.scientificamerican.com/article/exoplanet-census-suggests-earth-is-special-after-all/
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