逼近宇宙人类离太空观光还有多远

　　澎湃问吧
　　一直以来，人类总对遥远的宇宙充满遐想，不懈探索。奔赴月球，打卡火星、太空旅行，为何我们从未停止对宇宙的探索？天文学究竟是一门怎样的学科？本期问吧邀请北大天体物理专业博士生王凯翔，一起仰望星空、探测宇宙。
　　宇宙怎样演变至今
　　@披星戴月地吃哈密瓜：地球人的出现是宇宙演变的结果？为什么有科学家坚信宇宙中有外星人？
　　王凯翔：人是地球上生命演化的结果，而地球的出现也是宇宙演化所形成。宇宙中有数以亿计像地球一样的行星，所以从概率上估计科学家普遍认为宇宙中应当有其他生命存在，只是受限于目前的观测能力限制，还不能发现它们。
　　@野人：＂奇点＂大爆炸是当今科学界的普遍观点，能解释一下＂奇点＂是什么吗？
　　王凯翔：20世纪哈勃通过观测河外星系发现了宇宙在不断膨胀，所以反推回去，宇宙是怎么从无到有的呢?应该会有个从零开始变大的起点。
　　@澎湃网友u2Eziq：宇宙中是否存在高维和低维空间？
　　王凯翔：我们的世界是由四维构成的，三维空间加一维时间。至于更高的维度在数学上存在，但想要去证明它们真的存在于物理世界中则很难。
　　@澎湃网友mimYRb：为什么太阳系是扁的而不是立体圆？
　　王凯翔：简单来说，太阳系起源于初始星云物质聚集收缩形成的原恒星盘，因为系统有原初角动量（在旋转），所以最后形成的是一个薄饼结构。
　　@oooody：是否能从宇宙中获得比太阳能更高效的能量？有没有可能比核能更恐怖呢?
　　王凯翔：太阳依靠内部的核聚变反应产生能量，质能转化效率可以达到0.7%。而星系中心的超大质量黑洞吸积周围物质，将引力能转化为光能，这个能量转化效率要比核能高一个数量级。
　　@澎湃网友mimYRb：2023年太阳活动可能会对地球哪方面产生影响？个人如何提前预防？
　　王凯翔：太阳耀斑爆发、日冕物质抛射等活动有可能影响空间天气，卫星设备，无线电通讯，地面电力等。具体活动时间很难预测，对日常生活没什么明显的影响，个人无需预防。
　　星星的奥秘
　　@Christy.Xiang：天上的星星由什么构成?
　　王凯翔：恒星是星云物质通过自引力聚集收缩形成的炽热的等离子球，中心温度最高，进行核聚变反应产生巨大的能量，向外辐射，成为明亮的发光体。好比是一颗持续稳定输出的超级＂氢弹＂。
　　@青羊老叟：人们现在所看到的星星只是千万年甚几亿年前的影子吗？是不是有的星星实际早就不存在了？距离地球几十亿光年的一颗恒星发岀的光，经历了那么远距离和那么长时间，为什么地球上还能观察到呢？它的能量就不发生损耗衰退吗？
　　王凯翔：我们肉眼能看到的恒星距离我们基本都在几十到上千光年。如果一颗恒星距离我们100光年，那我们现在接收到的确实是它100年前发出的光。恒星生命演化史通常要持续几千万年到上百亿年。你指的会消失的恒星大概是超新星爆发。这部分恒星所占的比例还是很低的。
　　光强的衰减是距离的平方。当距离达到两倍，光强则变为原来的四分之一。其实通常我们无法看到一颗普通恒星在几亿光年外发出的光，就是因为光强太弱了，因此并不能分辨单颗恒星。至于我们能看到的几亿光年、甚至几十亿光年外的天体，一般是由明亮的星系、超新星、类星体等构成，那是上千亿颗恒星发光的总和，并非单颗恒星。
　　@壮哉我少年：宇宙中的星星比地球上的沙子还多，天文学家是根据什么系统来命名星星呢？而且星星都在运动，我们无法定位每一个星星，岂不是没办法确定一个星星是原来的个体？
　　王凯翔：宇宙中星星是很多，但能被人们肉眼看到的只有几千颗，用望远镜能分辨的也只占了宇宙中恒星总数的极小一部分，少数亮星有自己的名字。星座内的恒星通常会按照亮度进行希腊字母的编号，比如猎户座α星、β星等。相对更暗一些的恒星则通过巡天观测后有不同的星表对他们进行编号。恒星确实存在着它们自己相对于地球的空间运动，这些信息（自行、视向速度）也是观测获得的恒星数据的一部分，通常它们在天空中的运动幅度非常小，几百年内不会有什么变化，即便是极少数位置移动较快的恒星也非常好追踪。
　　@小兔兔：现在人类观测到最远距离的星星，是否受制于观测仪器设备的限制？
　　王凯翔：首先，两颗同样亮度的恒星，更远的恒星会显得更暗弱，而本身发光能力更强的恒星能被我们在更远的距离上看到。因此想看到距离最远的恒星大致取决于两个因素：一是恒星本身的亮度，二是我们能够探测到多暗的恒星。正常恒星的质量、发光能力不可能无穷大，最亮的恒星的光度大约是太阳的十万倍。而超新星爆发这种现象则能发出极其强烈的光，可达1000亿倍的太阳光度，甚至相当于一整个星系那么亮。星系中心的超大质量黑洞吸积物质发光的能力也极强，也就是所谓的活动星系核。最亮的超新星和活动星系核能够被人类在几十亿乃至百亿光年的距离上被探测到。另外一点确实就是探测能力的限制，涉及到望远镜口径、曝光时间、波段、大气天光等各方面因素影响，一般来说目前最暗能够看到的天体的星等大概在30等左右，相当于肉眼目视极限的6等星的40亿分之一。
　　@改个名字还挺难的：天文学为什么要创造88星座？和12星座有什么区别吗？
　　王凯翔：星座的诞生一方面来自于古人的想象和创造，也就是几百年或者上千年前人们按照恒星连线起来进行想象。另一方面的用途是划分天区，便于观测。这样古时候天上出现一颗彗星就可以说：在大熊座/天蝎座或是某某星官方向，而不用说东偏南60度或高度角50度左右。88星座是全天的、基于整个球面上的。12星座指的是黄道十二星座或黄道十二宫，代表太阳一年中在天空中会经过的星座，因此二者存在区别。
　　人类为什么探索太空
　　@donottag：国内最佳的流星雨观测地是哪里呢？每小时可以看到的流星数大概是多少？最近天气不好，上海是不是看不到了？
　　王凯翔：天气晴好，视野开阔，光污染少的地方能观测到。比如内蒙、甘肃、青海等省份的沙漠、戈壁、草原等地区都是比较好的观测点。最大每小时大概肉眼能看到几十颗。南方阴雨天气较多，像浙江上海一带天气不好，今年完全看不到。
　　@还真是第一次听说呢：现在想看极光的话，是不是没有戏了？
　　王凯翔：国内最北部的漠河、新疆阿勒泰等地偶尔能出现极光，频率大概小于2-3年一次吧。正经要看极光还是要去北极地区或南极地区看。
　　@一只饺子OAQ：天文学的门槛高么？天文学毕业是否只能进研究所？
　　王凯翔：不高，抬头就能望见星辰，网络上也有很多学习资源可以获取。天文学毕业跟其他专业一样，做任何事情都可以，并不局限于天文学研究。
　　@新乐之书：人类为什么要探索宇宙？对人类有什么益处？
　　王凯翔：我们生活中现在所拥有的一切都是探索的结果。从天文方面具体一点说，地图导航、时间、历法、WIFI、相机CCD、CT等技术都是天文学的实际应用。
　　@一只饺子OAQ：近几年马斯克的SpaceX、还有维珍都在对公众售卖太空观光票，那些买票的人能在有生之年登上太空么？我们离太空观光还有多久？
　　王凯翔：能。目前对太空探索的投入不少，各种大项目都在持续上马。现在民营航天也开始蓬勃发展了。前往空间站的旅行在十几年前就有，只要有钱都能实现。我们期待的太空观光事实上是希望它的成本大幅下降，降到非常低的水平短期内还比较难，但是像维珍那样几百万人民币来一次亚轨道飞行还是比较可能实现的。
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　　校对：丁晓