一个有可能被人类居住的星浗无疑会在上面经历灾难和灭绝事件如果生命要在一个世界上生存和发展，它必须拥有正确的内在和环境条件才能使它成为现实

　　雖然地球位于银河系的哪里中有数千亿颗恒星，其中许多都有地球大小的行星它们的表面有足够的液态水存在，但整个地球位于银河系嘚哪里都有生命存在的机会至少，这是我们的假设但是，我们所处位置的条件是否可能使我们的生活变得非常特别就像地球上的生存和繁荣一样？如果我们的太阳系在地球位于银河系的哪里的旋臂上再靠外一点会发生什么事呢？如果我们在旋臂的尖端会发生什么悝论上，如果地球位于银河系的哪里中心巨大的黑洞不在了我们的太阳系会在哪里呢？气候会有很大的差异吗我们能活下来吗？

　　讓我们看看有什么不同的东西

　　这是一幅原行星盘的插图，行星和行星首先在盘上形成当它们形成时，在盘上形成“空隙”外层圓盘提供的物质最终形成了像我们这样的行星的地幔、外壳、大气层和海洋

　　在我们的太阳系里，我们对过去45亿年里它是如何***重组嘚了解相对丰富具有一定富集量的气体分子云——质量上含有大约2%的重元素，以及大约28%的氦和70%的氢——坍缩形成了新的恒星。其中之┅就是我们的太阳它在太阳周围形成了一个原行星盘，几乎所有的恒星都是如此

　　在几百万到几千万年间，炽热的太阳从内盘的物質中蒸发出来而外部的、更冷的物质在原有的核心周围落下并聚集。最巨大的巨型行星上有大量最轻的元素(氢和氦)而较小的岩石行星則没有。引力相互作用完成了剩下的工作并决定了我们今天形成的太阳系。

　　关于地球和我们的太阳系有许多特性看起来很特别，泹它们可能不是形成生命所必需的与太阳系中其他岩石行星不同的是，地球上有一个巨大的月亮它能引起潮汐并保持我们的轴向倾斜穩定。与其他许多星系不同我们的太阳系中有一个巨大的气态巨行星——木星——略高于我们的小行星带存在的位置。与地球位于银河系的哪里中大多数恒星不同的是我们位于螺旋臂的边缘，距离地球位于银河系的哪里中心大约25000光年

　　我们地球位于银河系的哪里的結构已经被很好地描绘出来，包括我们的太阳的位置目前还不知道地球位于银河系的哪里的哪些恒星和区域能够支持生命

　　在地球上嘚45亿年里，生命继续生存和进化发展出更复杂、更多样的物种，更多的信息被编码在它的DNA中我们经历了大量的物种灭绝事件，其中大蔀分的原因是未知的或者仅仅是推测的尽管地球上有30%到70%的物种在不同时期被灭绝，最近一次是6500万年前的一颗巨大的小行星撞击但地球仩的生命从未动摇过。随着时间的推移地球上的生物活动也在继续。

　　在不同的时间间隔内灭绝的物种的百分比已知的最大的物种滅绝是大约两亿五千万年前的二叠纪-三叠纪边界，其原因尚不清楚在6500万年前，最近的一次大规模物种灭绝导致了世界上30%的物种灭绝。

　　然而在地球上所有的特征中，哪些是生命绝对必需的呢哪一个会导致一个星球，在那里生命的历史告诉我们一个不同的故事，泹一切仍有可能

　　在我们真正找到地球之外的生命之前，在太阳系之外的行星上像这样的问题将不可避免地以推测为基础。但这不僅仅是猜测；这些都是我们可以利用我们目前所拥有的最好的科学得出的理论结论根据我们所知道的一切，似乎使生命成为可能的条件仳大多数人预期的要多样化和灵活得多

　　当地球的北极最大限度地向太阳倾斜时，它最大限度地向地球另一边的满月倾斜月球稳定叻我们的轨道，但也减慢了地球的自转速度现在还不知道这样的月亮是否是行星发展或维持生命必须的因素。

　　以地球的大月亮为例来自它的重力使我们的行星在同一轴上旋转。我们目前的轴向倾斜23.5度但这将在很长的时间尺度在22.1°和24.5°之间变化，而另一方面，像火星┅样行星几乎有和地球相同的轴向倾斜：约25°。但数千万年来，它的变化几乎是地球的十倍：从最小的13°最多40°。

　　这导致了火星不同緯度的气候的巨大变化，远远超过了任何冰河时代在地球上所能带来的变化但是，只要生命能够经受住长期的温度变化或者迁移到更溫和的气候区，这就不应该成为障碍有趣的是，来自月球的潮汐力也减慢了我们一天的时间：在过去40亿年里从8小时到24小时。这似乎根夲没有影响到生命

　　主带中出现的小行星和围绕木星的特洛伊小行星可能是由这颗巨大的行星引导的，但我们仍不清楚如果没有这樣的气体巨星，木星会不会导致更多或更少的小行星穿越地球轨道

　　这和木星在太阳系的情况非常相似。当然传统的观点是木星“清除”小行星带，使小行星撞地球的可能性大大降低但实际上围绕这个问题有很多争论。例如考虑下面的问题：木星的引力存在是否增加或减少了小行星将被送到我们这里的可能性？木星就像一股令人不安的力量随机地给任何靠近它的物体增加一个速度。许多小行星將被踢出但许多其他稳定的小行星可能成为潜在的危险。在生命的宇宙方程中我们不确定这是正向的因素还是负向的因素。

　　地球位于银河系的哪里中恒星密度的地图和周围的天空明显显示出地球位于银河系的哪里，大、小麦哲伦星云（LMC--大麦哲伦云和SMC--小麦哲伦云）如果你更近一点看的话，杜鹃座47（NGC 104）左边的SMC武仙座星团（M13，也称NGC 6205）略高于左边的地球位于银河系的哪里核心而NGC 7078（也称M15，是位于飞马座区域的一个球状星团）略低于地球位于银河系的哪里核心总的来说，地球位于银河系的哪里在其圆盘状的范围内包含了大约两千亿到㈣千亿颗恒星而太阳距离中心大约25000光年。

　　此外关于哪颗恒星能支持生命的争论也很激烈。它们不仅不需要太大和太短命的恒星洏且可能需要比某个阈值更重的恒星。大多数恒星——大约80%——是红矮星在低亮度的情况下，它们会迅速地锁住它们的行星并发射频繁的大耀斑。在它们周围有生命存在吗还是我们需要一个更大更像太阳的恒星？

　　那么我们在地球位于银河系的哪里的位置呢我们鈳以理智地谈论一些事情，比如重元素的存在和丰富为了让岩石行星上有适合生命存在的成分，我们相信我们需要足够的重元素如果沒有这些元素，我们只能有气态巨行星我们不可能拥有创造生命所需的碳基化合物的多样性。

　　地球位于银河系的哪里中心的多波长圖像显示了恒星、气体、辐射和黑洞等来源那里有大量的物质，包括重元素和有机化合物它们是生命必需的前体。然而它们必须有足够多的元素丰度存在，否则生命的存在将是不可能的

　　但是这里的阈值是什么呢？我们是否需要大量的重元素才能让它发挥作用剩下的一半还能完成工作吗？10%怎么样1% ？我们可以绘制出重元素的丰富度——天文学家称之为金属度——相对于恒星在地球位于银河系的哪里中的位置我们发现，或许令人惊讶的是只要恒星离地球位于银河系的哪里的圆盘平面很近，离中心不太近或太远它们或多或少僦会像我们一样。重元素的正确平衡（假设你需要跨越一定的界限才能使生命成为可能）实际上在今天被创造的地球位于银河系的哪里嘚大多数恒星中都能找到。

　　恒星位于地球位于银河系的哪里的位置与它们的金属性质或重元素的存在之间的关系在地球位于银河系嘚哪里中央盘的3000光年范围内的恒星，在数万光年的距离范围内有极其丰富的重元素组成的类太阳系的恒星系。

　　尽管如此在某些地方，生活条件过于恶劣根本无法维持生命。一颗质量太大的恒星可能比我们的太阳还要大50%，它的寿命不足以让生命达到它在地球上所達到的复杂程度一个有人居住的星球如果太接近剧烈的大灾难事件——比如超新星或伽玛射线爆发——可能会有生命在上面消失，尽管這是有争议的因为生命有可能存活下来。而一个恒星密度过大的地方就意味着一个行星可能会从其自身的太阳系中被逐出，或者它的軌道会受到灾难性的干扰在我们所在的地方，这种喷射的几率非常低但在地球位于银河系的哪里中心将会大大增加。

　　在星系的中惢存在着恒星、气体、尘埃，以及（我们现在知道的）黑洞所有这些黑洞都围绕着星系中心的超大规模存在而运行并相互作用。这里嘚质量不仅对弯曲的空间做出反应它们也对空间本身做出反应，相互的引力相互作用连同被喷射出来的恒星和行星，是极其常见的

　　为了让生命在数十亿年的时间里获得成功，我们认为我们需要三种主要的要素：首先能出现生命二是维持星球的生存环境的足够稳萣，三是避免导致100%灭绝的事件很容易想象一颗行星，比如火星生命开始的地方。但是如果行星环境的变化使它不适合生命存在，或鍺如果一场灾难降临导致所有生物的灭绝，我们就不可能有一个与地球相似的世界

　　大灾变事件发生在整个星系和整个宇宙，从超噺星到活跃的黑洞再到合并的中子星等等这些可能会使一些密集的环境中充满了恒星，在行星上它们可能会屈尊发展生命但要完全排除这种可能性，就需要一些超出我们目前所拥有的证据

　　然而，尽管如此这种可能性不可能存在于最致密和最稀疏的银河环境中。哋球位于银河系的哪里中心充满了年轻的、巨大的恒星那里的生命受到最严重的威胁；地球位于银河系的哪里最稀疏的郊区是生命最初鈈太可能开始的地方。就我们所知一旦生命开始于一个世界，并开始进入行星的表面之下它就很难被消灭。

　　我们绝对肯定我们茬地球上的条件从一开始就已经形成了一个繁荣的生物圈，但我们推测非常不同的条件仍然可能导致类似的结果。在这个伟大的宇宙方程式中即使是在一个巨大的多样性的环境中，也不要和生命的繁荣和生存对赌毕竟，热带雨林、热液喷口和南极洲的积雪都充满了生命一个外星星球可能不适合人类，但它可能适合在那里长大的外星人

你很有可能听说过一句话“每件倳是相对的”当你考虑我们在宇宙中的位置，每样东西真的都是相对的我在记录温哥华岛中部，在太平洋在加拿大海岸外。我现在站在大约6370千米远离地球的中心那边

图解：斯皮策空间望远镜拍摄的地球位于银河系的哪里中心图象

从我的观点来看，太阳在那里它和掱里拿着一角硬币一样大。对于我来说他是真的真的很远因此，他比你裸眼能看见的任何东西都要远在这个确切的时间我大约离太阳┅亿五千万远，你也一样我们在开拓一个椭圆的轨道它可以用一年的时间来完成一个环形旅途。你我还有地球都位于我们的太阳系统內。它包括太阳8大行星，大量冰状物岩石还有尘埃。我们在嵌入星系深处地球位于银河系的哪里。它是一个直径达120000光年的星盘

图解：在内华达州不受光污染的黑岩沙漠看见的在人马座方向上的银河（包括银河中心）。在右下方是天蝎座位于心宿二上方的亮星是木煋。

我们的太阳系位于银盘的中央而中间，我的意思是地球位于银河系的哪里的中央大约是27000光年远并且地球位于银河系的哪里的边缘囷那边大约是一样的距离。我们的地球位于银河系的哪里只是一个被称为局部星系群的更大的星系集合中的一个星系在本星系群中有36个巳知星系，大部分都是矮星系然而，还有三角座星系地球位于银河系的哪里，仙女座星系…它们是目前为止最大质量最大的天体在局部星系中，它的大小是地球位于银河系的哪里的两倍质量是地球位于银河系的哪里的四倍。

图解：地球位于银河系的哪里的大弧拱高喥倾斜著横跨夜空（在智利的帕瑞纳天文台使用鱼眼拍摄的马赛克明亮的木星位于人马座，银河的北朝下）

在我和你看来，仙女座离峩们只有250万光年还是只有250万光年远？我相信你们都明白了

这个局部星系被嵌入到一个更大的星系群中，被称为室女座超星系团包含臸少100个星系群和星系团。超星系团大致的中心在处女座也就是现在，大约6500万光年远这让距离仙女座星系250万光年的旅程看起来就像一个丅午的家庭汽车旅行。毫无疑问室女座超星系团也是更大结构的一部分。

鱼-鲸座超星系团复合体这是一个巨大的银河超星系团直径约1.5億光年，长度约10亿光年中间就在那边。10亿光年这让处女座星系看起来就在角落。那么我们讲到哪了你在哪里，我在哪里地球在整個宇宙的哪里？可观测宇宙的边缘是138亿光年但他也是138亿光年。

宇宙学家认为如果你向任何方向移动足够长的时间你就会回到起点，就潒你在地球表面向任何一个方向移动然后回到起点一样，换句话说地球位于宇宙的中心听起来真的很神奇。

你和我就在这里真是太巧叻死的中心正好在宇宙的中间，让我们听起来很重要不是吗，但是考虑到宇宙中的其他所有点也都位于宇宙的中心

你没听错，你能想象到的宇宙内部的每一个点都是宇宙的中心这无疑使我们的全球相关性计划变得更加复杂。所有这些确实让仙女座看起来很近…它仍嘫在那里在宇宙的中心。哦宇宙中的每一个点都是宇宙的中心吗？这个我们留到下一集再说

银河星系（古称银河、天河、星河、天漢、银汉等），是一个包含太阳系的棒旋星系直径介于100,000光年至180,000光年。估计拥有1,000亿至4,000亿颗恒星并可能有1,000亿颗行星。太阳系距离银河中心約26,000光年在有着浓密气体和尘埃，被称为猎户臂的螺旋臂的内侧边缘在太阳的位置，公转周期大约是2亿4,000万年从地球看，因为是从盘状結构的内部向外观看因此地球位于银河系的哪里呈现在天球上环绕一圈的带状。

图解：在帕瑞纳天文台的夜空中观赏到的地球位于银河系的哪里的核心（激光为望远镜创造出一颗导引星）

地球位于银河系的哪里中最古老的恒星几乎和宇宙本身一样古老因此可能是在大爆炸之后不久的黑暗时期形成的。在10,000光年内的恒星形成核球并有着一或多根棒从核球向外辐射。最中心处被标示为强烈的电波源可能是個超大质量黑洞，被命名为人马座A*在很大距离范围内的恒星和气体都以每秒大约220公里的速度在轨道上绕着银河中心运行。这种恒定的速喥违反了开普勒动力学因而认为地球位于银河系的哪里中有大量不会辐射或吸收电磁辐射的质量。这些质量被称为暗物质

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