寻找美丽新世界(2)
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当然，实际上用来探测系外行星的方法并不仅仅局限于上面提到的直接影像、掩星法和径向速度法，还有诸如观测行星的引力场带来的光线的变化等方法。
行星与生命
在已经确认的几千颗系外行星中，最显著的特色就是系外行星多种多样。不管是体积大小，还是公转周期、行星密度，都是多种多样的。这些多样性也促使我们思考这样一个问题：我们的太阳系真的是独一无二的吗？
实际上，太阳系并非独一无二。在系外行星中，有不少是多行星的恒星系，也有很多岩石行星。在文章开始也提到了最近发现的 TRAPPIST-1， 这颗恒星拥有7颗岩石行星，甚至有3颗是处在温度很温和的轨道上。
所有这些发现，实际上使得“费米悖论”变得更加重要：我们发现了这么多行星，可是为什么我们还没有遇到外星人呢？他们都到哪里去了？
1950年，著名物理学家费米听到有朋友提到外星文明的事情，他觉得很奇怪，就问了这样一个问题：“那他们在哪里呢？”费米问出这个问题的时候，我们并没有观测到太阳系之外的行星，在那样一个年代，这样的问题似乎只是一个趣味思辨题目。现在，我们已经确认了几千颗系外行星，而且这个数字还在继续增长。时至今日，费米的这个问题越来越重要——如果有那么多的系外行星，有些可能成为生命的栖居地，甚至出现高等文明，我们为什么还没有与这些文明相遇呢？
或许在思考地球以外的高等文明以前，我们应该退一步思考一个更加基本的问题：我们发现的这些系外行星上可能有生命吗？
我们并不能够列举出所有可能的生命形式，但是我们知道生命有一种已经成功的形式，那就是地球生命。如果系外行星具备多样性的话，很有可能生命也是多样的，更不用说文明了。所以天体生物学的努力方向也是多样的，当然科學家考虑最多的还是类地生命和类地文明这样的范式。
现在用于评判一个行星是否(对类地生命)宜居，有很多不同的标准，而且新的标准也在不停地被提出。这些标准主要涉及内容包括：是否是像地球这样的岩石行星;环境温度是否可以存在液态水;是否拥有大气层;是否适合(类似地球上的)植被生长等。即便按照这些标准，有些系外行星跟地球也是很相似的。
观测行星的大气层，对于判断一个行星是否宜居至关重要。行星大气的观测可以提供给我们非常丰富的信息。通过观测它的光谱，我们可以了解行星大气的密度、成分，是否存在云层、雾气或者海洋，甚至是否有类地文明。
在当今的天体物理学杂志上，与行星大气相关的论文数量非常多，说明这是一个非常热门的研究课题。这些科学研究主要的手段还是使用行星的光谱。例如，系外行星运行到其宿主恒星前面，这颗恒星的光会透过行星边缘的大气层被我们看到，由于不同的物质分子会吸收不同波长的光，我们观测到的恒星光谱就会因为这些吸收而不同。通过观测哪些波长被吸收以及被吸收的程度，就可以推断大气中含有哪些分子及其含量，从而断定其成分。预计于 2018 年发射升空的“詹姆斯·韦伯”太空望远镜的一个任务，就是要对更多的系外行星进行更加精确的光谱分析。
在行星大气观测过程中，最让人感到兴奋的是，由于有些特定的分子是很难在行星演化的过程中自行产生的，而在人类文明的工业活动中很容易产生，所以通过追踪系外行星大气中这样的分子，我们就可以推测这颗系外行星是否有可能存在类似人类的工业文明。虽然这可能是在众多可能的文明类型中一个非常小的一个分支，但是这至少为我们提供了一个机会。
林、阿巴德和勒布三位研究者曾撰写论文讨论使用“詹姆斯·韦伯”太空望远镜来追踪这类分子的可行性。他们选取的分子是四氟化碳和一氟三氯甲烷这类工业污染物质，因为这些分子比较容易从光谱中被分辨出来。当行星运行到恒星前的时候，我们可以首先查看是否有水蒸气、氧气和二氧化碳等传统的类地生物所需要的物质;然后我们可以检测是否有大量的甲烷和氮的氧化物，这可能是外星文明大量使用化石燃料的第一个迹象;在之后可以查看是否有气体的工业污染的迹象，例如四氟化碳和一氟三氯甲烷此类。通过这样的逐步筛查，我们就可以初步估计某些系外行星是否有使用化石燃料的高等文明存在。当我们有足够的数据的时候，就可以分析这些具有生命的行星在宇宙中的分布，从而分析宇宙中生命的起源。
隐藏地球
著名理论物理学家斯蒂芬·霍金曾经提出警告，如果发现外星文明，不要与其联系，因为可能存在未知的风险。然而，通过上面的这些分析我们会发现，在茫茫宇宙之中，一颗貌似孤独的行星其实无时无刻不在释放大量的信息。因此，我们自然会思考：如何保护地球不被其他的高等文明探测到呢？虽然地球的信息可能是通过某些人类科技尚未能够企及的方式被外星文明探测到的，但是作为保护自己的第一步，我们要考虑，如何才能使地球免于被上文提到的方法探测到。
来自哥伦比亚大学的研究者基平和缇奇在一篇论文中讨论了使用激光来保护地球的方法。如果在遥远的地方，有一个高等文明正在使用掩星法来扫描星空、寻找系外行星，这时候我们只需要在每次地球运行到太阳和这个文明之间的时候，朝这个文明的方向发射适当强度和某些波长的光，就可以补偿地球对太阳光的遮挡，这样对方就不会探测到地球的存在了。论文作者估算，如果使用激光的话，这类装置的耗电量只需要一个小型核电站就足够了，从长远来看，这样的装置显然是可行的。同样的方法还可以掩盖地球大气光谱中的一些分子的信息，通过向对方发射某些特定波长的激光，就可以补偿地球大气中某些分子对特定波长的光的吸收。
同时，这也从另一个方面提醒我们，如果人类在对系外行星进行观测的时候，发现了一些并不是十分自洽的情形，那么就需要考虑是否是对方在尝试使用一些方法来屏蔽我们的探测了。
一个新的时代
整个人类正处在一个巨大的历史事件发生的前夕。系外行星带给我们的不仅仅是宇宙中的几颗行星，也不是新闻中的几幅人类对系外行星的艺术想象图，这更是一个促使我们思考的契机：我们脚下的行星在这茫茫宇宙中到底处于什么样的位置？地球生命有着什么样的过去？人类文明的未来又该走向何方？
如果有一天，我们探测到了系外行星上的文明，我们知道他们的存在，却没有足够的能力透过遥远的星际空间告诉他们;或许他们也已经知道了我们的存在，却同样无法与我们传递信息。两个文明，中间隔着无法跨越的时空，就这样孤独地各自生活吗？
这些问题的答案，也许都会在不久的将来一一揭晓。
【责任编辑】张小萌 (马磊)