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文 | 硬核知识观

编辑 | 沐沐

序

人类已经发现了六千多颗太阳系外的行星。

但说实话，绝大多数不是“看”见的——靠凌星法捕捉星光微弱的周期性变暗，或者通过引力扰动推算那里可能有个东西在绕恒星转。

网上流传的那些行星照片，几乎全是艺术想象图。

真正直接拍到的系外行星，撑死就是一个模糊的光点，连轮廓都谈不上。

韦伯望远镜主镜直径6.5米，造价100亿美元，已经是人类能送上天的最大的镜子了。

但想拍清一颗系外行星的地表，理论上需要一面直径接近90公里的镜片。

把一座城市那么大的东西送上太空，就为了看清几光年外的一颗小行星——这笔账怎么算都不划算。

于是有人换了个思路。

既然人造镜片做不了那么大，能不能借宇宙里现成的东西？

信息来源：科学网

太阳确实是一面透镜

爱因斯坦的广义相对论说了，质量会弯曲时空。

光经过大质量天体旁边时，路线会被掰弯。

太阳质量足够大——占了整个太阳系总质量的99.86%——所以远方星球传来的光经过太阳附近时，会被引力弯折，然后在太阳背后很远的地方重新聚到一块儿。

这就像一面宇宙级的放大镜，学名叫太阳引力透镜。

站在正确的位置上，就能接住那些被太阳掰弯的光。

太阳干的活跟透镜一模一样，只不过它不用玻璃折射光线，用引力。

太阳本身成了望远镜的一部分。

NASA喷气推进实验室的科学家斯拉瓦·图里舍夫已经研究这个概念好些年了。

2020年，这个项目拿到了NASA创新先进概念计划200万美元的资助，进入了该计划历史上第三个第三阶段研究。

图里舍夫今年77岁，放话说自己有生之年要看到系外行星的高清照片。

但问题来了——望远镜得放哪儿？

信息来源：中国科学院

一个比旅行者一号远三倍的地方

答案是距离太阳至少550个天文单位之外。

一个天文单位是地球到太阳的距离，550个天文单位大约是823亿公里。

光自己跑过去都要三天多。

旅行者一号1977年发射，飞了快半个世纪，才走了250多亿公里，连这个距离的三分之一都不到。

也就是说，想用太阳当镜头，得把望远镜送到比旅行者一号还远两三倍的地方，基本算是扔出太阳系了。

普通化学火箭根本撑不住。

靠现在的手段飞过去可能要一百多年。

一个科学任务要等三四代人才能看到结果，就算有人愿意投钱，中间变数太大——政府换届、国际局势变化，随便一个波动都可能让任务泡汤。

科学家提出了另一个方案：太阳帆。

可以把它想象成太空里的帆船。

信息来源：人民资讯

太阳帆：用光当风

地球上的帆船靠风推，太阳帆靠光推——光没有质量，但有动量。

太阳光打在一面极薄、极轻、高反射的帆上，会产生一个微弱但持续的推力。

太空里没有空气阻力，时间足够长，探测器就能被越推越快。

更绝的是飞行路线。

探测器不直接往外飞，而是先冲向太阳——这个动作叫“太阳潜航”。

它会飞到距离太阳表面大约1500万公里的地方，那结语里温度极高，辐射强到可怕，太阳帆得扛住几千度的高温。

然后在最接近太阳的时候翻面，太阳的引力把它狠狠甩出去，光压再推一把。

计算显示，探测器的速度能达到每秒125公里左右。

一年大约能飞26个天文单位，算下来20年左右就能抵达工作区域。

NASA的计划是每年发射一组探测器，形成从太阳系内部延伸到星际空间的探测器链。

图里舍夫团队还在研发一个叫“Sundiver”的验证航天器，2027年计划发射。

总重不到10公斤，展开六片扇形太阳帆，每片20平方米。

按照规划，2034年前可能要部署六艘配备更大帆面的航天器。

信息来源：中国科普博览

结语

如果这一切真能成，效果会相当惊人。

在太阳透镜焦点部署几台配备一米镜面的空间望远镜，天文学家可以捕捉到800×800像素的系外行星图像。

这个清晰度不仅能呈现海洋和大陆，还能捕捉到地球上象征光合作用的绿色调。

比邻星b距离地球4.2光年，是离我们最近的系外行星，也是这颗“太阳望远镜”最可能瞄准的目标。

假如那里真有文明，理论上甚至可能看到城市一样的光斑。

这听起来已经不像望远镜了，更像是人类第一次用上了物理外挂，把眼睛伸到了另一个太阳系。

当然，这一切还停留在理论和初步验证阶段。

从太阳帆材料、高温防护到图像重建算法，每一环都是硬骨头。

但至少这条路已经被指出来了——用一颗恒星当镜头，去拍另一颗恒星旁边的世界。

这事儿听着像科幻，但做这件事的人，都是正经科学家。