用慕課來(lái)學(xué)習(xí)呀,，每段最好控制在15分鐘以內(nèi)，不要超過(guò)20分鐘,。所以有關(guān)本專題的內(nèi)容，我分成了如下四個(gè)部分,。（1）地球在宇宙中的地位如何,；（2）地球的鄰居，主要介紹一下月球和與我們最近的兩顆行星,，金星和火星,；（3）為什么我們的地球是適宜生命或者說(shuō)人類居住的,；（4）在歷史上和現(xiàn)如今，人類為了更了解地球,，對(duì)宇宙中的生命宜居帶進(jìn)行了何種探索,？。首先,，我們來(lái)了解一下地球在宇宙中的地位,。

我們常用“天文數(shù)字”來(lái)形容非常大的數(shù)字，或者無(wú)法用確切數(shù)字來(lái)表達(dá)的數(shù),，大多時(shí)候是帶有夸張成分的,，甚至有難于實(shí)現(xiàn)的意味。但是,，在我們浩瀚的宇宙以及其發(fā)生發(fā)展歷史中,，這個(gè)數(shù)字則是名副其實(shí)的。因?yàn)檫@些數(shù)字實(shí)在太大,，以我們的常識(shí)難于理解,，因此許多時(shí)候我們不得不用類比的形式。

比如,，天文學(xué)中測(cè)量距離的基本單位——叫做一個(gè)天文單位,，是指從地球到太陽(yáng)的平均距離，約等于一億四千九百六十萬(wàn)公里（1.496億千米）,，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們?nèi)祟愐惠呑铀艿竭_(dá)和想象的距離,。如果再到整個(gè)太陽(yáng)系和銀河系，那就更難于想象了,。

現(xiàn)在我們提一個(gè)問(wèn)題,，如果太陽(yáng)是籃球那么大，那么地球相當(dāng)于什么呢,。乒乓球,、玻璃球、米粒,、還是籃球場(chǎng)的一粒沙,？大家可以在下面計(jì)算一下呀。這個(gè)問(wèn)題計(jì)算完后,，大家再計(jì)算一下：如果太陽(yáng)和籃球一樣大,，那么銀河系有地球那么大嗎？太陽(yáng)是太陽(yáng)系中離我們最近的恒星,。直徑約1.39×108千米,相當(dāng)于地球直徑的109倍,。表面積是6.07×1012平方千米,相當(dāng)于地球表面積的11900倍,能容納下月球環(huán)繞地球的公轉(zhuǎn)軌道。體積相當(dāng)于地球體積的130萬(wàn)倍,。a一個(gè)乒乓球大?。?/span>5厘米）,；b一個(gè)玻璃球大小（0．1厘米）,；c一粒米粒大?。?/span>0．25厘米）；d一粒微塵大?。?/span>0．01厘米）

http://bbzoh.cn/content/13/1025/20/12195296_324196505.shtml

如果太陽(yáng)和籃球一樣大,，那么銀河系有地球那么大嗎？籃球：直徑24.6CM=0.25M,；地球：直徑約12700公里=1.27E7米,；太陽(yáng)：直徑139.2萬(wàn)公里=1.39E9米；銀河系：直徑10萬(wàn)光年,，換算成米是9.46E20,。所以太陽(yáng)和籃球一樣大，相當(dāng)于縮小了5.56E9次方倍,，銀河系按比例縮小,，就是1.70E11的大小，所以結(jié)論是比地球要大,，而且比太陽(yáng)還要大,，是太陽(yáng)直徑的10倍。

根據(jù)目前的技術(shù),，所知得的宇宙歷史大約138億年,，其實(shí)這個(gè)時(shí)間對(duì)我們來(lái)說(shuō)也是難于理解的，是吧,。如果要有所理解,，也必須通過(guò)一個(gè)時(shí)間類比才能體會(huì)出來(lái)。這個(gè)類比實(shí)驗(yàn)?zāi)?，一般就是將宇宙從誕生到今天壓縮為一年,，那么一個(gè)月呢就相當(dāng)于10多億年。因?yàn)橛嘘P(guān)這方面的內(nèi)容呢,，我在網(wǎng)上找到了一個(gè)非常棒的視頻,，大家可以在本節(jié)課結(jié)束后看一下我附錄在后面的視頻：《如果宇宙只有一年》。

要了解我們的宇宙,，的確非常困難,，正如我們戰(zhàn)國(guó)末期的政治家屈原在《天問(wèn)》中的前四句所詢問(wèn)的。這四個(gè)問(wèn)句是什么意思呢,？應(yīng)該很容易看懂啊,。大意是：天地剛開(kāi)始的時(shí)候，是誰(shuí)將道傳遞到這個(gè)宇宙。那個(gè)時(shí)候天地宇宙都沒(méi)有形成,，更沒(méi)有人，那我們作為人類,，怎么樣知道傳道者是誰(shuí)呢?已知的宇宙對(duì)我們來(lái)說(shuō)是無(wú)窮無(wú)盡的,，那誕生宇宙的環(huán)境更應(yīng)該是無(wú)窮無(wú)盡了，誰(shuí)能找到合適的角度去探究呢,？當(dāng)我們思考這些問(wèn)題的時(shí)候,，有時(shí)候覺(jué)得想明白了又忽然覺(jué)得很糊涂，究竟如何才能去認(rèn)識(shí)這樣的問(wèn)題呢,？這是一個(gè)簡(jiǎn)單的形而上的問(wèn)題,，但是試圖用行而下的方式來(lái)進(jìn)行解釋，是吧,。很明顯,，那個(gè)時(shí)候的人們相信，宇宙是無(wú)始無(wú)終的,。

現(xiàn)在我們知道了,，天文數(shù)字是很大的數(shù)字。但有時(shí)候描述宇宙現(xiàn)象的時(shí)候,，有非常小的數(shù)字,，同樣讓我們難于理解的。比如這里所論述的宇宙起源,，說(shuō)宇宙在誕生之后的10^-44秒（10的負(fù)44次）急速展開(kāi),，從10^-34厘米的超微宇宙在僅僅10^-34秒之內(nèi)迅速膨脹了10¹⁰⁰倍，這稱為暴脹(inflation）,。這樣的說(shuō)法挺起來(lái)是否云里霧里,，毫無(wú)感覺(jué)？因?yàn)檫@樣的數(shù)值實(shí)在是離我們太遠(yuǎn)了,，我們?nèi)粘Ｉ钪懈居貌坏?。這個(gè)說(shuō)法，實(shí)際上是提出了一個(gè)“從無(wú)到有”的宇宙起源模式,，對(duì)于傳統(tǒng)的“無(wú)始無(wú)終”宇宙觀,，那是一個(gè)巨大的沖擊！

再來(lái)看看我們的地球,。根據(jù)人們的不斷探索,，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，僅僅銀河系就有1500－2000億顆恒星,，而類似銀河系的星系則大于500億,。如此說(shuō)來(lái)，地球太微不足道了，太平凡了,。然而,，起始于上個(gè)世紀(jì)60年代的地外文明探測(cè)，到目前為止還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可靠的依據(jù)證明是否存在地外文明,，我們能得出的結(jié)論只能是,，地球是目前已知唯一有人類的星體。也就是說(shuō),，地球是人類在宇宙中的唯一家園,。

俗話說(shuō)，工欲善其事,，必先利其器,。要觀測(cè)宇宙，也必須要有好的工具,。天文學(xué)的發(fā)展也基本上證明了,，許多重大的天文發(fā)現(xiàn)都是在工具，特別是各種望遠(yuǎn)鏡得到改進(jìn)之后——誰(shuí)的望眼鏡做得好,，誰(shuí)就能發(fā)現(xiàn)更多的東西,。中國(guó)近幾十年的發(fā)展，讓我們的也慢慢走向天文大國(guó)和天文強(qiáng)國(guó),。許多方面甚至領(lǐng)先于世界,。這張圖片展示的就是目前世界上口徑最大的球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST，它安裝在貴州省黔南州的大窩凼（氹,，dàng）,。選擇在這個(gè)地方，首先這個(gè)地方的形狀本身就類似一個(gè)半球面了,，所以可以大大減少土石方的開(kāi)挖量,，另外，這還是一個(gè)排水良好的圓形喀斯特洼地,，而且歷史上無(wú)重大自然災(zāi)害的記錄,。開(kāi)展從宇宙起源到星際物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探討、對(duì)暗弱的脈沖星及其他暗弱的發(fā)射源進(jìn)行搜索,、高效率地開(kāi)展對(duì)地外理性生命的搜索等等,。

說(shuō)到望眼鏡，我們不得不提哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡,。大多數(shù)天文臺(tái)是建在地面的,，我們知道地球的大氣層對(duì)天文觀測(cè)來(lái)說(shuō)是有干擾的，如果能將天文臺(tái)建在大氣層之外,，該有多好呀,。其實(shí)，這樣的問(wèn)題呢，上個(gè)世紀(jì)40年代就有天文學(xué)家考慮了,，并在理論上計(jì)算,，口徑2.5米的望遠(yuǎn)鏡能達(dá)到0.1弧秒的衍射極限值，這里的0.1弧秒是指角分辨率,，也就是物體能被清楚分辨的最小分離角度,，數(shù)值越小，分辨率越高,。而以地面為基地的望遠(yuǎn)鏡解析能力呢只有0.5-1.0弧秒，所以提高了5~10倍,。其次,，在太空中的望遠(yuǎn)鏡還可以觀測(cè)到被大氣層吸收殆盡的紅外線和紫外線。40多年之后,，也就是1990年4月24日,，哈勃望遠(yuǎn)鏡在美國(guó)肯尼迪航天中心由“發(fā)現(xiàn)者”號(hào)航天飛機(jī)成功發(fā)射。它的發(fā)射,，成功彌補(bǔ)了地面觀測(cè)的不足,，幫助天文學(xué)家解決了許多天文學(xué)上的基本問(wèn)題，使得人類對(duì)天文物理有更多的認(rèn)識(shí),。2016年3月4日,，人類宇宙觀測(cè)距離記錄再次被哈勃望遠(yuǎn)鏡刷新，成功捕捉到了距離地球達(dá)134億光年的一個(gè)星系所發(fā)出的微光,。

與哈勃空間望遠(yuǎn)鏡不同,，開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡在測(cè)光精度和視場(chǎng)上進(jìn)行了提升，因?yàn)槠渲饕蝿?wù)是發(fā)現(xiàn)環(huán)繞著其他恒星的類地行星,。它要對(duì)銀河系內(nèi)10萬(wàn)多顆恒星進(jìn)行探測(cè),，希望搜尋到能夠支持生命體存在的類地行星。不過(guò)開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡分辨率不如哈勃,，也沒(méi)有光譜觀測(cè),。當(dāng)然，不管是開(kāi)普勒還是哈勃,，一些體積較大的儀器設(shè)備還是沒(méi)辦法裝上去的,，許多現(xiàn)在的天文觀測(cè)呢還暫時(shí)離不開(kāi)地面的天文臺(tái)。

行星不發(fā)光,，在近乎黑暗的宇宙,，要用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡直接觀測(cè)到其他星系的行星，那幾乎是不可能的事兒,。不過(guò)呢,，天文學(xué)家找到了一種好的方法，那就是行星凌日。凌日是一種難得的天象,，也是天文學(xué)家認(rèn)識(shí)宇宙的重要工具,。在太陽(yáng)系，天文學(xué)家曾借助于水星凌日,，第一次較為精確地測(cè)量了日地之間的距離,。如今，天文學(xué)家正是用類似的方法去尋找其他恒星周圍的大行星,。開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡,，就是通過(guò)觀測(cè)10萬(wàn)顆恒星的光度變化，判定是否行星凌日來(lái)檢測(cè)是否有行星的存在,。因?yàn)槠渌窍惦x我們實(shí)在太遠(yuǎn)了,，行星不可能像太陽(yáng)系的水星和金星那樣呈現(xiàn)出一個(gè)小球性狀。但行星經(jīng)過(guò)恒星,，一定會(huì)阻擋一些光線,，所以我們只能根據(jù)恒星的光度變化來(lái)判定是否行星凌日。

2016年8月25日,，自然雜志報(bào)道,，科學(xué)家在半人馬座α星找到了類地行星。如果你看過(guò)劉慈欣的科幻小說(shuō)《三體》,，就知道這里α星的三顆恒星其實(shí)就是本部小說(shuō)的原型,。我看到這篇新聞的第一反應(yīng)就是，劉慈欣在小說(shuō)中的超級(jí)想象是否會(huì)成為現(xiàn)實(shí)呢,？但是,，這一切都還是假說(shuō)。

無(wú)獨(dú)有偶,，開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡自2009年發(fā)射升空以來(lái),，一直致力于在太陽(yáng)系外尋找類地行星，目前它已發(fā)現(xiàn)4000余顆候選行星,，其中有1000多顆已確認(rèn),。有人戲稱這樣的行星為地球兄弟。