天文學家們想到了一個非常巧妙的方法,他們把這個方法稱為“天體測量法”。要理解這個方法的原理,我必須先要給大家普及一點基本的物理知識。當一顆行星繞著恒星公轉的時候,粗略地看上去,就是恒星不動,行星繞著轉。但如果我們精確一點計算,就會發(fā)現(xiàn),恒星并不是完全不動的。實際上根據牛頓力學我們可以推算出,恒星和行星其實是圍繞著他們的共同質量中心旋轉,這個共同的質量中心被稱為“質心”。但往往行星的質量相較恒星來說非常小,比如我們地球的質量只有太陽的1/33萬,所以地日的質心位于太陽內部。因此,盡管擺動幅度非常之小,但從理論上來說,恒星是在“抖動”的。換句話說,如果我們觀測到宇宙中的某顆恒星是在有規(guī)律地抖動,那除了有一顆行星在圍繞著它旋轉以外,找不出第二個合理的解釋。
但這個事情絕對就是一個知易行難的事情,說說是容易的,真想要觀察到恒星的抖動,那可真叫一個難。你要知道,我們的地球不但在自轉,還在公轉,也就是說我們放在地面上的望遠鏡相對于恒星來說,本身就是在不停地運動中的,在這種情況下我們要觀測到恒星的抖動有多難,我打個比方你就知道。兒童樂園里面的那種叫“咖啡杯”的游樂項目玩過嗎?你坐在一個大“咖啡杯”里面,而這個咖啡杯又是放在一個大圓盤上,游戲啟動后,整個大圓盤就會轉動起來,不但大圓盤轉動起來,咖啡杯本身也開始自轉起來。在這個情況下,你的任務是坐在咖啡杯里面觀察遠在幾千米外的一盞小小的燈泡發(fā)出的微弱燈光,并且要能夠觀測出這個小燈泡在1毫米內的輕微抖動。如果有人向你宣布他成功的觀測到了這個小燈泡的抖動,我想恐怕你是不會那么輕易相信的吧。
但是,總會有人第一個吃螃蟹的。到了20世紀50年代晚期,第一個聲稱找到系外行星的人出現(xiàn)了,他的名字叫彼德·范,來自斯沃斯莫爾學院(一所位于美國費城附近的叫斯沃斯莫爾的小鎮(zhèn)上的學校)。彼得聲稱發(fā)現(xiàn)了一顆繞著巴納德星公轉的行星,他說他看到了這顆恒星有規(guī)律的抖動,證明這顆恒星邊上有一顆行星。但基于我前面闡述過的理由,相信彼得的人并不多,不過也沒法證明他是錯誤的。直到今天,這件事也沒個最終結論,大家基本上都認為不太靠譜。
雖然難度很高,但不管怎么說,天體測量法是個了不起的主意,它打開了天文學家們的思路,找到了間接觀測行星的方法,并且奠定了以后尋找系外行星的各種方法的基礎。這時候離人類真正發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星還有30多年的時間,這個話題我們要稍稍放一放,因為在這30多年中還有很多激動人心的事情值得一說。
要找到太陽系以外的智慧文明,我們首先就要找到太陽系以外行星存在的證據。這看起來像是一個非常正確的邏輯,但是,真的必須這樣嗎?這是人類的一種思維定式,想要打破很難。但并不意味著不能打破,有一個叫做戴森的科學家率先打破了這種思維定式,他把人類尋找外星人的視線帶向了一個全新的角度。