寻找外星生命似乎是科幻电影的永恒主题。但不论是形态各异的外星人还是奇幻莫测的宇宙环境，我们都能从中找出一丝丝“地球”的影子。
外星人的样子再奇怪，也有眼睛、手、触角，或像地球上某种生物外形的一部分；
太空环境再奇特，也无非是陆地、山、水、冰川等地球地貌的一种或几种；
当你看完《它们都去哪了：系外行星的新世界》会发现，真正的宇宙比这些科幻电影“科幻”多了。因为电影的情节或多或少都是依据人类思维或现有科学理论创造而成。但人类现有的科技水平却无法解读所有宇宙现象。因此，科学家们往往会发现一些“超自然”现象。《它们都去哪了：系外行星的新世界》为我们呈现了打破大众固有观念的真实宇宙。
（此处可以类比马克.吐温的这句话:有时候真实比小说更加荒诞，因为虚构是在一定逻辑下进行的，而现实往往毫无逻辑可言。）
《它们都去哪了：系外行星的新世界》为读者介绍了系外行星的探索历程、方法，并详细描述了与地球完全不同的、多种多样的系外行星。最后以对系外行星为研究基础，展望了在这些各式各样的宇宙星体中存在外星生命的可能性。
《它们都去哪了》有两位作者：迈克尔·萨默斯和詹姆斯·特赖菲尔。
迈克尔·萨默斯
迈克尔·萨默斯是乔治梅森大学行星科学家兼物理学和天文学教授。
自1989年以来，迈克尔·萨默斯就职于多个美国国家航空航天局（NASA）太空探测器任务团队，承担科学规划和航天器观测结果解释等工作。目前是NASA“新视野”冥王星与冥卫一双星任务的共同研究员，担任其中大气主题团队（Atmospheres Theme Team）副主任。他曾于1992年和1998年分别获得艾伦·伯曼（Alan J. Berman）研究出版奖。
詹姆斯·特赖菲尔和妻子
詹姆斯·特赖菲尔是乔治梅森大学克拉伦斯·罗宾森的物理学教授。
他著有超过50本科学类书籍，作品获美国物理学会科学写作奖、美国科学促进会西屋科学新闻奖等多项荣誉。国内目前出版过他的两部著作，一部是《太空全书 : 苍穹之上丈量宇宙》，另一部就是《它们都去哪了：系外行星的新世界》。点击《太空全书》书名可以看到我写的书评，很幸运这两本书我都能写书评。
下面，让我们跟随这两位科学家一起去看看真实的宇宙有哪些意想不到的现象吧。
1.液态水：并非如此“稀缺”
长久以来，科学家一直认为液态水是生命诞生的必要条件之一。因此，在搜索外星生命时，行星表面有没有液态水成为判断此处是否可能存在生命的关键因素之一。行星上适宜的温度则成为衡量是否有液态水的标志之一。因为温度太高，水会成为气态，而温度过低，水就会凝固。
什么决定了行星的温度呢？行星与它所围绕的恒星之间的距离是其中一个要素。行星不能距离恒星太远，不然恒星传递到行星上的热量少，行星的温度太低；反之，则温度太高。长久以来科学家为了寻找液态水，一直在寻找能满足这些苛刻要求的行星。
但随着天文学的不断发展，科学家发现液态水仅在太阳系中就广泛存在。而且液态水只能存在于天体表面的观念也是错误的。在木星的卫星——木卫二表面-160度的冰层之下，存在一个液态水组成的次表层海洋，而且储水量甚至超过地球上全部海洋的总和。
可是，木卫二远离太阳，无法从太阳获得热量；而且它内部与地球不同，也没有热源。木卫二这个表面温度可达零下一百多度的行星上，究竟是什么为它提供热量让水保持液态呢？
答案是引力作用。木星和木星的其他卫星对木卫二的引力作用为它提供了热量。
木卫二顾名思义，是木星的一颗卫星，它在围绕木星旋转。而且木卫二距离木星非常近，用不了四天就会绕木星公转一圈。而木卫二周围不只有木星的引力，还有木星其他卫星的引力。木星一共有79颗卫星。这些卫星的引力会干扰木卫二围绕木星轨道趋向椭圆。
“也就是说，木卫二在围绕木星公转的过程中，距离木星的距离在不断改变。这也就意味着木卫二内部的固体结构会不断地被木星引力（潮汐）作用压缩和拉伸，就像一片金属被反复地向正反两个方向弯曲——这个过程就会产生热量。这个被称为”潮汐加热“的过程，足以让木卫二的冰下海洋保持凝固点以上的温度。
——《它们都去哪了》”
2.流浪行星：行星不一定环绕恒星运行
一般来说，行星都会围绕一颗恒星运动。这颗恒星为行星表面提供能量（热量）。在《它们都去哪了》中，作者称这样的行星为“传统行星”。下图中心是太阳，周围是太阳系的行星。这些行星都围绕太阳运行。
但科学家逐渐发现，恒星的直接辐射，比如太阳光照射大地，只是行星能量来源的形式之一。行星还有三种能量来源形式：
1.来自行星形成之初的能量虽然会逐渐冷却，但冷却过程却可能长达数十亿年。目前地球内部仍然存在的能量就来自于此种形式；
2.行星内部放射性元素的衰变。地球内部铀的衰变属于这种形式；
3.潮汐加热。上文中介绍的维持木卫二地下次表层海洋的能量就是这种。
因此，即使行星不围绕恒星运行也能获得能量。科学家们也的确发现了这种不围绕恒星运行的行星，并把它们称为流浪行星。下图中运动的天体就是流浪行星，可以看出它的运行并没有围绕恒星。
让人意想不到的是，科学家根据观测推算，银河系中流浪行星的数量甚至有可能是环绕恒星运行的这种“传统”行星的2倍到10万倍。不过由于没有恒星提供可见光源，流浪行星表面是永恒的黑暗。
但如果流浪行星是颗气态巨行星，那么它很有可能还会有卫星在周围环绕。这样的话，行星的引力就会让周围的卫星产生潮汐加热，这就会产生像木卫二一样的地下次表层海洋。液态水的存在就可能孕育生命。
不过遗憾的是，由于流浪行星没有围绕恒星运行，无法反射恒星发出的光，所以我们在地球上很难用望远镜观测到。目前科学家用一种称为引力透镜的技术搜寻流浪行星。
引力透镜的原理来自广义相对论。
为了简单理解这个原理，我们可以设想下面的场景：
当一束光经过一块三棱镜或者透镜时，光的传播路线会发生改变。除了常见的玻璃之外，物体的引力也可以让光的路线发生变化。设想一下，当一个光源与观测者之间恰好有一个物体时，中间那个物体产生的引力会像凸透镜一样将光线会聚起来。此时，这个天体就是一个“引力透镜”。利用相对论，科学家可以计算出光线在物体引力作用下偏转的角度。
——王善钦，引力透镜：宇宙中的放大镜.科技日报，2019-04-18
科学家搜寻流浪行星依据的就是引力透镜技术。当流浪行星位于我们的观测点和恒星发出的光源之间时，恒星的光会受到流浪行星的引力作用发生偏转。我们此时看到的恒星会呈现出光环或光弧状。当我们看到这样的光环或光弧就表明，在我们和恒星之间存在着一个巨大的物体，这个物体有可能就是流浪行星。
3.外星人：我们找的到底是外星人还是“类地球人”？
《它们都去哪了》的书名源于“费米悖论”。
在1950年的一次非正式讨论中，物理学家恩里科·费米问道，如果银河系存在大量先进的地外文明，那么为什么连飞船或者探测器之类的证据都看不到。这些外星人都去哪了？据说，费米当时估算，地球应该在很早以前被外星人访问过，而且被访问的次数远不止一次。
费米
“费米悖论”阐述的就是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。
对地外文明存在性的过高估计是指：如果我们承认地球在茫茫宇宙中并不特殊，那么仅仅银河系就大约有2500亿颗恒星，可观测宇宙内就有大约700颗。即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中，那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。
缺少相关证据是指：考虑到智慧生命克服资源稀少性的能力和对外扩张的倾向性，任何高等文明都很可能会寻找新的资源和开拓他们所在的恒星系统，然后是涉足邻近的星系。而在宇宙诞生137亿年之后，我们没有在地球或可观测宇宙的其他地方，找到其他智慧生命存在的切实可靠的证据。
从这个角度来说，我们可以认为智慧生命是很稀少的，地球上的生命是有稀缺性的。或者说我们对智慧生命的一般行为的理解是有误的。
人类是否是稀少的智慧生命还未可知。但我们能确定的是，科学家都是以地球生命为范本来搜寻外星生命的。而目前，地球上已知的生命都产生于碳基分子的化学反应。如果宇宙中真的存在其他生命形式，人类面临的问题可能不是找不到，而是不知道如何去找。尽管科幻小说家和科幻电影导演贡献出了多种多样的外星生命形式，但就像我在文章开头说的那样，究其根本这些生命形式只是地球生命的变形而已。或许横亘在人类与外星生命之间的最大障碍恰恰是人类自身，因为人类无法寻找超越自己认知水平之外的东西。
因为“这个世界不仅比你想象的要陌生，而且比你能想象的要陌生。”
——约翰·伯顿·桑德森·霍尔丹（《它们都去哪了》结语的开篇引用的就是这两句话）
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