生命的存在对环境有一定的要求，虽然在太阳系中的各大行星都绕着太阳运行，组成成分也大致相同，但是就唯独地球表面上出现了生命。
甚至在宇宙中组成生命的元素、甚至是复杂的有机分子无处不在，但至今我们也没有发现智慧生命、或者是被智慧生命发现、拜访。
这说明有了相同的成分，环境不同生命也很难出现。
而地球能够出现生命，得益于它适宜的温度、适宜的质量、大气压、空气成分、液态水等等，这些生命必要的条件。
曾经在那个科学刚起步的年代，我们认为地球上的这些环境太过巧合和苛刻，认为地球就是宇宙的唯一，人类也是宇宙的孤儿，是宇宙意外的产物，并将我们的出现归之于上帝之手。
但随着科学的发展，人类视野的开阔，尤其是人类视野在上世纪20年代走出银河系以后，发现了河外星系的存在，这时人类才真正认识我们生活的银河系不过就是宇宙浩瀚海洋中的一座孤岛；
首次认识到了到宇宙的广阔以及物质的丰富，认识到了人类的渺小和不值一提。
在上世纪90年代，人类还做了一件非常伟大的事，为了规避地球大气对观天的影响，将一架光学望远镜发射到了地球轨道之上；
为了纪念埃德温·哈勃发现了河外星系，开创河外天文学，因此这件人类最昂贵的望远镜以它的名字命名成为哈勃望远镜。
这架望远镜的升空直接让人类的视野插上了飞翔的翅膀，通过哈勃望远镜对遥远宇宙的观察，我们看到了130亿年以前宇宙的模样，让我们对宇宙以及天体、星系的演化方式有了深刻的理解。
除此之外哈勃望远镜还让我们对宇宙中星系的数量有了一个初步的估算，在2012年NASA发布了一张哈勃极深场照片，是在天空中选定了一片看起来黑暗、空无一物的空间；
这片空间的大小仅占了全天空的1200万分之一，只有满月的面积的1/10大小，然后利用哈勃望远镜对这片空间经常了长时间的曝光，拍摄了下面这副图片。
在这张照片中有大约有10000个星系，最古老的星系年龄有132亿年的历史，要知道宇宙才138亿岁，这说明哈勃已经基本上看到了宇宙的第一批星系。
所以根据这张照片我们大致推算出宇宙当中包含了大约2000亿个星系，每个星系都有类似于银河系的大小，其中包含着很多恒星、行星，而这些行星中很可能有一些跟地球一样能够诞生生命。
我们对宇宙范围的深刻理解，让我们的宇宙观产生了深深的变化，就算地球的环境很特殊、就算生命出现的几率很低，但是如此庞大的基数，就导致了我们认为在宇宙中肯定还存在类似于人类的智慧生命。
所以就算是我们现在还没有发现除人类以外的生命，但没有一个人相信地外生命不存在，包括目前最顶尖的科学家。
原因很简单，宇宙太庞大了，什么可能都会发生，如果只有地球有生命，这在科学上根本说不通。
因此人类一直在寻找它们，起初我们喜欢主动发射无线电信号，希望生命找到我们，但最后我们觉得这样做很愚蠢；
还有我们现在一直在捕获可能的人为无线电信号，但无法排除背景噪音的干扰。
所以现在我们的主要工作就是寻找宜居的系外行星，这样我们不仅能够主动的发现地外生命可能存在的地方，也能为人类以后实现星际移民奠定基础。
通过数十年的搜索，主要采用凌日法、视向速度法、微透镜法等一些科学方法，人类总共发现了不低于4500颗系外行星；
在这些行星中有类地行星、类木行星、以及类似于海王星和天王星大小的超级地球。
你可能关心的是，在这些行星中，有没有和地球环境十分相似且宜居的星球呢？
当然有，最近发表在《天体生物学》杂志上的一篇论文显示，科学家重新列举了一颗超级宜居行星应该的满足的一些标准，并且按照这些标准重新对已经发现了4500多颗系外行星进行筛选，找到了最佳的24颗候选行星。
下面我们看下一个超级宜居行星（比地球更适合人类居住）应该满足哪些标准：
这颗行星绕着一颗K级恒星运行。
我们的太阳是一个G级恒星，它比K级恒星的质量更大，光度更强，但是其寿命稍微短一些只有100多亿年的历史。
从地球上生命进化的时间尺度40亿年来看，身为G级恒星的太阳寿命就显得有些短了，要知道人类刚出现到现在不够百万年的时间，目前的太阳已经年过中年；
再过10亿年时间，由于太阳核聚变的加剧、光度的增强，地球会因为温度过高不再适宜生存，而K级别恒星的寿命往往能达到200亿到300亿年，能够支撑生命更长时间的进化。
所以像太阳这样的G级恒星并不是生命诞生、进化的理想主恒星。
这颗行星的年龄大约50到80亿岁。
地球差不多就处在这个时间段内，行星太过古老的话，内部就会冷却，导致行星地质活动不活跃，甚至是失去磁场；
行星太过年轻的话，一些都不稳定，很容易会发生一些比较大的地质灾难或者是导致生物灭绝的天体撞击事件。
这颗行星的地表温度比地球高大约3摄氏度。
在地球上很明显热地雨林的生物多样性要高于严寒地区，在加上液态水、潮湿的气候，这样的环境更加利于生物的生存和进化。
这颗行星中的大气有25% - 30%的氧气水平，其余大部分是惰性气体。
氧气是生命的必需品，氧气含量高一些，也对生物的进化有着至关重要的作用。
这颗行星陆水分散，浅水区、群岛众多。
这样的环境十分适合生命生存，连成一片的大陆容易造成干旱。
例如：地球二叠纪末期出现的超级盘古大陆，干旱导致沙漠从内陆中心蔓延，导致生物苦不堪言。
这颗行星拥有自己的大卫星，质量大约是行星的1 - 10%，距离适中，在行星半径的10-100倍之间。
地球的卫星月球对地球生命的进化不言而喻，很多生物利用潮汐效应生活、产卵。
这颗行星的体积比地球大10%，质量是地球的1.5倍。
更大的星球能够为生命提供更多的生存空间和资源，质量更大也能让行星有更多的大气。
满足以上的所有条件，那么这颗行星就算是超级宜居星球，很明显这些条件比地球要好的多。
而科学家筛选的这些行星虽说没有一个能够完全满足以上的条件。
但每一颗行星在这些指标上的总体评分都要高于地球，也就是它们都比地球适宜生存，和生命的进化。
总结起来就是，它们比地球年龄更大一些、体积质量更大一些、更加湿润、更加温暖，而且主恒星的寿命更长。
所以科学家认为这些星球上存在生命的几率很大，由于它们有些比地球更为古老，所以存在比人类更加先进的文明也是有很大可能的。
不过这些星球没有一个离地球近的，都在100光年以外，想要去往这些星宿目前看来是不可能的，但是这些发现，可以帮助我们寻找外星生命。
未来包括NASA的詹姆斯韦伯望远镜，LUVIOR太空天文台和ESA的柏拉图望远镜升空以后，我们能对它们进行更为广泛的研究，测量它们大气的成分，甚至是发现潜在的生命活动迹象。
总之，地球不再是生命唯一的选择，这已经是铁定的事了。
在地球之外还有很多生命的天堂，未来等着我们人类去发现。
引力弹弓不用遵守能量守恒定律？为什么绕着行星转一下可以加速？
核废料是人类长期面临的一大难题，它数量庞大，其危险性会持续数万年之久，而人们至今仍未真正找到妥善处置的办法。 既然如此，为什么不干脆用火箭把核废料送上太空，直接扔进太阳里烧掉呢？ 这个设想看似简单直接，但仔细分析就会发现问题重重。
首先，把核废料装上火箭本身就极其危险。
火箭在发射过程中偶尔会发生爆炸事故，一旦装载核废料的火箭在升空时爆炸，就会瞬间变成一枚威力巨大的"脏弹"，把放射性物质散布到广阔区域，后果不堪设想。
不过，除了发射风险之外，还有一个更为根本的原因——想要真正把物体送进太阳，其实非常非常困难。
乍看上去，飞向太阳应当是件容易的事，毕竟太阳的引力一直在把万物往它那里拉。
然而事实并非如此。
地球以及地球上的一切物体，都在以极高的速度绕着太阳做侧向运动。
当我们朝太阳"下落"的同时，也在以惊人的横向速度从它旁边掠过，结果就是一次次与太阳擦肩而过。
要想真正撞进太阳，就必须把这种侧向速度降下来，让飞行器不再横着飞。
而且这种减速必须彻底——只要还残留哪怕一点点侧向速度，飞行器就会与太阳失之交臂，绕着它兜一圈甩出去，而不是一头栽进去。
那么，需要把速度降低多少呢？ 地球连同地球上的一切，都在以大约每秒30公里的速度围绕太阳运行。
这意味着，要让飞行器停止绕日运动、直接坠入太阳，就必须让它相对于地球以每秒30公里的速度向后加速，才能抵消这份公转速度，实现"太阳跳水"。
而且必须减到几乎为零，一点都不能剩。
每秒30公里究竟有多快？做个对比就一目了然。
从地球轨道出发，只需要比地球再快约每秒11公里，就足以彻底摆脱太阳的引力束缚，飞出整个太阳系。
换言之，把飞行器送出太阳系，比让它撞进太阳还要容易得多。
这一点值得再重复一遍：从能量消耗的角度看，前往其他恒星所需要的加速度，竟然比抵达身边这颗太阳还要小。
听起来匪夷所思，但事实确实如此。
而事情还可以变得更加违反直觉。
由于天体引力的强弱与距离密切相关，物体离太阳越近，所在轨道就越小，绕太阳的公转速度也就越快。
以太阳系的行星为例，水星绕太阳一圈的速度大约是地球的一点五倍，而遥远的冥王星速度只有地球的六分之一。
这就带来一个有趣的推论：从水星出发反而比从地球出发更难撞进太阳，尽管水星离太阳近得多。
原因在于，要在水星轨道上停下来，飞行器需要以每秒48公里的速度向后加速，比在地球轨道上所需的每秒30公里还要大得多。
相反，从冥王星轨道出发反而轻松得多——只需要以每秒5公里的速度反向加速，就足以让飞行器摆脱缓慢的公转速度，径直坠入太阳。
正因为如此，如果单纯依靠火箭动力来完成撞日任务，最高效的做法反倒是先把飞行器送到外太阳系去。
因为在外太阳系公转速度大幅降低，随后再进行第二次点火，抵消掉那微弱的横向速度，飞行器就能沿着近乎笔直的路径直接落向太阳。
这也正是美国国家航空航天局早期在规划太阳探测任务时，之所以曾提出让探测器先飞往木星轨道的原因——绕道外太阳系反而更容易减速、更容易接近太阳。
不过，任务规划人员最终并未采用这一方案，而是选择让探测器多次借助金星的引力弹弓效应逐步减速，从而节省宝贵的燃料，一步步靠近太阳。
至于引力弹弓具体是如何运作的，那就是一个值得单独展开的话题。
它是人类发射太空探测器时经常会使用到的一种加速方式，简单来讲，这种方式能够利用行星的引力把探测器"甩"出去，从而为探测器提供额外的速度。
借助这一手段，探测任务所需要的燃料和飞行时间都能被大幅压缩，因此几乎成了深空探测的标配技术。
不过，如果对这个过程稍作推敲，就会发现它并不像"绕一圈就加速"那样简单。
在多数人的印象中，引力弹弓的画面大致是这样的：探测器首先朝着某颗行星飞近，然后被行星的引力抓住、绕着它转上一圈，等到被甩出来的时候，速度就比进入时更快了。
听起来顺理成章，可只要多想一步，就会隐隐觉得有点不对劲。
问题的关键在于能量守恒。
当探测器靠近行星时，行星的引力做正功，探测器会被加速；可当它绕过近拱点、再从行星旁边远离时，同一份引力又会做负功，把刚刚获得的动能重新拉回去。
一进一出、加加减减，探测器相对于行星的速度理应回到原点，怎么会平白多出一截呢？ 真正让这个"魔术"成立的，是参考系的切换。
相对于行星本身，探测器的速率进出确实几乎不变，弹弓过程只改变了它的飞行方向；但相对于太阳来说，行星本身也在高速公转，探测器借用的其实是行星绕日运动的那份动能。
行星在把探测器"甩"出去的同时，自身的公转速度会被极其微弱地拖慢一点，只不过行星的质量远远大于探测器，这份损失小到根本无法察觉。
所以，引力弹弓从来没有违反能量守恒定律，它只是把行星公转的动能借了一小勺给探测器。
理解了这一点，再回头看撞日任务为何要反复利用金星减速，也就顺理成章了——同样是引力弹弓，一次次借用行星的动量，就能把公转速度这道最难迈过去的坎，一点点悄悄磨掉。
一光年有多远？人类探测器飞了50年，才飞了一光天？
一光年到底有多远？为什么人类的探测器飞了快五十年，却连这段路的百分之一都没走完？ 更扎心的是，就算你真的飞到一光年外，也还没到最近的另一颗恒星。你甚至可能还在太阳系外围，连这片家门口的荒地，都没有彻底穿过去。
你肯定听过答案：一光年，大约九万四千六百亿公里。
可这个数字太大了。
多念一个零，少念一个零，对你的感觉几乎没有区别。
所以这一次，我们换一把尺子。
把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球，放在你面前。
地球跟着缩小，只剩一粒细沙那么大。
你把它放到距离玻璃球两米七的位置，地球轨道就摆好了。
接下来往外走。
走过木星、土星，一直走到八十多米外，你终于放下海王星。
整个八大行星的地盘，看起来也就一个足球场的尺度。
那么，一光年的刻度，应该放在哪里？球场外面？隔壁街道？还是城市另一头？ 都不够。
你得从这颗玻璃球出发，走出去大约一百七十公里。
记住，地球才在两米七外。
海王星才在八十多米外。
而你现在要跨过的，是一段足以连接两座城市的距离。
沿途绝大多数地方，连一颗行星都没有。
你以前看到的太阳系示意图，把行星挤得整整齐齐，却很难让你真正感受到，它们之间到底空成什么样。
如果把人类的探测器，也放进这套模型呢？ 旅行者一号，一九七七年出发，掠过木星和土星，一路飞向太阳风影响之外。
它每秒能飞十七公里。
你眨一下眼，它就已经越过一座城市的一部分。
可持续飞行近半个世纪，它在这套模型里，也不过走到距离玻璃球几百米的地方。
前面那条通往一光年的路，依然长得几乎看不到尽头。
按每秒十七公里算，飞完一光年，需要大约一万七千六百年。
你出发时留下的城市，可能已经消失。
你说的语言，可能早就没人听得懂。
而飞船，还在赶路。
你可能觉得，这不公平。
旅行者一号毕竟是几十年前的技术。
换一台快得多的探测器，总能把时间压下来吧？ 帕克太阳探测器，在最接近太阳时，速度能达到每小时约六十九万公里。
假设它能一直保持这样的速度，飞完一光年，仍然需要一千五百多年。
而且，这已经是一个过于理想的假设。
帕克的极速，来自它沿轨道冲向太阳时的加速。
离开太阳之后，它会减速。
那个惊人的纪录，不能直接变成一张通往恒星的车票。
不过，先让我们跳过这些困难。
假设未来的你，终于抵达一光年外，在那里建起了一座太空站。
你回头看，太阳还看得见吗？ 看得见。
它不会彻底淹没在星海里，仍然会是一颗非常明亮的星。
但你熟悉的金色圆盘消失了，剩下的，只是一个指向家的光点。
抵达这里的阳光，比地球附近微弱了约四十亿倍。
能看见它，不代表还能靠它照亮身边的世界。
就像远处一盏灯，你知道它亮着，脚下却依旧一片漆黑。
至于地球，那颗你想念的蓝色星球，肉眼已经根本找不到。
它自己不会发出可见光，只能反射太阳的光。
那一点微弱的亮度，几乎淹没在太阳旁边。
更让人难受的是，就算设备足够好，让你看清了家乡，你看到的，也是一年前的地球。
因为光从那里来到你的眼睛，已经走了整整一年。
这时候，你想给家里发一条消息。
今天是家人的三十岁生日。
你对着镜头说出生日快乐，按下发送。
消息离开天线，穿过黑暗，等它抵达地球，那个人已经三十一岁了。
对方看完，立刻回复一句谢谢。
你再收到这两个字时，又过去一年。
一来一回，两年。
这里最奢侈的东西，可能就是一次普通的聊天。
你问家里今天怎么样，等到回答抵达，那个今天，早就变成了两年前。
你换更好的天线，能让画面更清楚，声音更清晰，却不能把这一年变成一秒。
无线电和激光，在真空中都以光速传播。
设备可以升级，距离带来的等待，却不会自动消失。
如果太空站突然出了故障呢？你向地球求救，就算那边的人收到后立刻想出解决办法，操作指令也要等两年，才能回到你手里。
真正走进星际空间，你得先学会自己解决问题。
因为在这里，连一句别着急，都可能来不及。
可一光年外，到底有什么在等你？ 没有一堵墙，没有一条天然边界，也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。
这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。
我们认为，远离行星轨道的地方，还分布着奥尔特云中的冰冷天体。
它的范围仍有不确定性。
一光年的终点，甚至可能还没有超出这片遥远的区域。
穿过太阳风形成的边界，和离开所有绕太阳运行的天体，并不是同一件事。
而最近的另一颗恒星，比邻星，距离我们约四点二四光年。
你费尽力气走完这一光年，连去它那里的四分之一路程，都还没走到。
所以，下次再听见一光年，不妨想想那颗玻璃球。
地球在两米七外，你站在一百七十公里外。
脚下没有路灯，没有补给，也没有能立刻回答你的人。
而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离，在宇宙里，却只是尺子上最开始的一个刻度。
