太阳系|如果太阳非“单身”:太阳系会出现双体文明？ |地球|恒星|双体|

_本文原题：如果太阳非“单身”:太阳系会出现双体文明？

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在科幻小说《三体》里，三体人居住的恒星系有三颗恒星。那么现在我们脑洞大开一下，如果太阳系有两颗恒星，是否会出现双体文明？开脑洞的时刻来了，我们今天先来讨论一下如果地球在一个非环双星系统中，也就是说地球围绕双星中的一颗恒星公转时的情况。
圆形轨道中的理想状态------我们首先来考虑一种理想状态：地球仍然围绕太阳运行在现在的轨道上。太阳的伴星是一颗和太阳质量相当的主序星。两颗恒星距离120天文单位，按照圆形轨道相互围绕旋转。在这样的假设下，太阳系中20天文单位以内的行星都可以幸存。最外围的行星是土星，而天王星，海王星和柯依伯带都已经阵亡，奥尔特云也早已烟消云散。
大轰炸事件是地球生态环境发展历程上的重要环节，因为它给地球带来了生命的必要元素：水。地球本身通过火山爆发等过程能够积累少量的水，但是远远不及陨石和彗星带来的水量。在一个双星系统中，大轰炸比真实的历史更加猛烈，大大增加了地球的水量。所以地球的海洋面积应该比现在略大。经历了初生的阵痛之后，太阳系进入了一个宁静的发展期。
由于少了柯依伯带和奥尔特云，彗星几乎没有了，陨石也会大量减少。这对地球的生物圈来说是个好消息，但是我估计总体来说，影响是有限的。我们无法估计来自天外的灾难对地球生命的演化有多大的影响。
地球上曾经发生过多次大灭绝事件，但是原因大部分来自地球内部。 6500万年前的陨石撞击是白垩纪-古近纪大灭绝事件的重要因素，但不是唯一原因。即使没有陨石撞击，灭绝事件仍然不可避免，恐龙和大量陪葬的物种仍然会灭绝，只是来得晚一些，过程慢一些而已。当然，如果陨石撞击大大减少，我们现在看到的生物圈肯定会有明显不同，但还是可以乐观的估计，智人仍然成功地登上了历史舞台，创造出了辉煌的人类文明。
在地球的夜空中，太阳的伴星是一颗十分奇特的天体。它的亮度很高，远远超过满月，在白天也清晰可见，在夜晚更是无法直视。古代天文学家查看千年的观星记录，发现它在星空背景中慢慢移动，表现出和行星一样的特性。但是，当近代天文学家用望远镜清晰地看到土星的光环的时候，这个奇特的天体仍然遥不可及。
最后，现代的大型望远镜告诉人们：它是太阳的伴星，质量和太阳相当，它的周围运行着4个行星：包括两个气态巨行星和两个在可居带中的岩质行星。其中一颗岩质行星质量太小，无法维持大气层，但是另一颗比地球略大，是一颗理想的生命行星。人们把它叫做地球2.0 。无论在哪个时代，这都是爆炸性的新闻：宇宙中的智慧生命很可能就在我们家门口。人类社会中充斥着对外星人入侵的恐慌和对新世界的期盼。在得到确切的证据以前，这样的争论会持续上百年：太阳伴星的行星中，有没有会威胁人类生存的智慧生命？

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人类文明能走到今天，依赖于3个因素：行星的形成和演化。地球生物圈的形成和演化。人类文明的发展进程。诞生于同一团原始星云的两个恒星系可以说是站在同一条起跑线上，但是上面三点都是高度复杂的混沌系统，轻微的变化经过上亿年的积累也会产生天翻地覆的蝴蝶效应。任何一个意外都可能使发展进程延后上万年甚至导致文明的夭折。所以，两个文明的发展程度势均力敌的概率肯定是微乎其微的。在冲突发生的时候，科技落后上万年无疑就意味着灭顶之灾。人类完全无法估计伴星系中是否有文明，或者它发展到了什么程度。那里可能是火星一样的荒漠，金星一样的炼狱，也可能面目狰狞的外星人正在登上战舰，准备征讨地球。分页标题

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椭圆轨道上的双星系统------上面分析的是一种理想状态，两颗恒星在接近标准的圆形轨道上面运行，双方的距离基本上上保持恒定，所以对对方的行星影响很小。然而在真实的宇宙中，总是会有各种扰动让它们的轨道变形。轨道就会越来越扁，最终形成一个偏心率极高的椭圆形轨道。在这个系统中，任何参数的微小调整都会造成巨大的变化，所以这里有无穷无尽的可能。我们分析两种典型的状态。
周期性会面的恒星系------第一种状态，我们仍然沿用前一节的设置：两个太阳和各自的行星系统。当它们的轨道逐渐变得椭圆的时候，旋转周期会变长。我们假设双星轨道半长轴为100天文单位，半短轴为25天文单位。这样两颗恒星距离最远的时候为173.2天文单位，而距离最近的时候仅为26.8天文单位。

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它们的轨道周期可以用以上公式计算------其中a是两个椭圆轨道半长轴之和， G是万有引力常数， M1和M2分别是两个恒星的质量。代入数据，我们可以算出它们的轨道周期是47793年。也就是说，每隔47793年，两颗恒星就会隔着26.8天文单位的距离上会面一次，然后分道扬镳。这时候，行星的安全轨道在离自己恒星5.4天文单位以内。在人类出现以前的几十亿年中，这种会面已经发生过很多次，所以，木星和土星早已经和太阳系告别了。小行星带就是太阳系的边界。

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双星会面时距离很近，根据开普勒定律，在这个位置上它们的运动速度很快。所以，会面时间可能只有短短几十年。而人类决定进行载人探索的时候，已经接近双星会和的最后阶段了。以人类的航天科技，只能进行一次载人探索。然后，人类目送太阳伴星带着它的行星们扬长而去。

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太阳伴星:复仇女神------在地球46亿年历史上，发生过很多次大大小小的灭绝事件。如果把这些灭绝事件放在一起，我们隐隐约约可以看出一点规律。下图描绘了在不同历史时期生物多样性降低的情况。我们可以看出一个大致的周期。

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上图显示了灭绝事件中物种消失的比例。在这张图中，周期性更明显了------这个神秘的现象让很多生物学家相信，地球上的灭绝事件按照2600万年的周期重复发生。好像有一种神秘的力量定期出现，抹除地球上的主要物种，为新物种让出舞台。地球内部的力量无法为周期性灭绝提供解释。
于是科学家把脑洞开到了太空：太阳有一颗棕矮星或红矮星伴星，在一个偏心率极高的椭圆轨道上围绕太阳旋转。按照它的公转周期可以算出，它的轨道远端距离太阳1.5光年，在奥尔特云之外。当它进入太阳系时，它的引力会对奥尔特云中的天体产生扰动，导致大量彗星和小行星随之进入内太阳系，对所有行星进行轰炸。彗星和陨石对生物圈具有惊人的破坏力。如果这个理论是真的，那么周期性灭绝也就不足为奇了。
【太阳系|如果太阳非“单身”:太阳系会出现双体文明？】这个太空中的神秘杀手被称为复仇女神（Nemesis）。然而，对复仇女神星的搜索并不顺利。从80年代到21世纪初，不同团队的多次搜索都失败了。同时，多数古生物学家逐渐形成了共识：大灭绝事件并不具有周期性。于是，复仇女神星的假设也就无疾而终了。分页标题