宇宙有多大？

可觀測宇宙的直徑大約 930 億光年 ，這是一個令人難以直觀理解的數字。打個比方，如果把地球比作一粒沙子，那么可觀測宇宙就如同一個無比巨大的沙漠，而地球這粒沙子在其中渺小到幾乎可以忽略不計。

科學家們通過各種觀測和研究手段推測，可觀測宇宙中擁有上千億個像銀河系這樣的星系。而每個星系中，又包含著數以億計的恒星。曾有研究表明，地球上所有沙灘上沙子的總數量，遠遠不及宇宙中的恒星數量。如此龐大的數量級對比，讓我們更加深刻地感受到宇宙的浩瀚無垠。在如此廣袤的宇宙中，人類一直在思考：除了地球，是否還存在其他類似的宜居星球呢？

由于宇宙的尺度極大，距離遙遠，我們無法直接用天文望遠鏡觀測到太陽系外的行星。科學家們只能通過一些間接的方法來尋找，目前主要有恒星晃動法和凌日效應法。

我們都知道地球圍繞太陽轉，但嚴格來說，地球和太陽是圍繞著共同的質心在運動。只不過太陽的質量遠遠大于地球，這個質心基本就等同于太陽的中心 。

即便如此，地球在圍繞太陽運動的過程中，太陽也會產生輕微的晃動。而且，行星的質量越大，對恒星產生的引力就越大，恒星的晃動也就越劇烈；行星的運行速度越快，同樣也會使恒星的晃動更明顯。

天文學家正是利用這一原理，通過觀測恒星晃動搖擺的劇烈程度，來判斷是否存在行星以及行星的一些基本情況。同時，結合開普勒效應，當天文學家觀察到恒星發出的光發生藍移，就意味著恒星朝著地球運動；若光發生紅移，則表明恒星朝著遠離地球的方向運動。通過這種方式，他們可以進一步判斷行星的存在狀態。

然而，這種方法存在很大的局限性。它通常只能尋找到質量較大的行星，像木星這樣的氣態巨行星更容易被發現，而質量較小的類地行星，由于其對恒星晃動的影響非常微弱，很難通過這種方法探測到。在上世紀 90 年代，天文學家通過這種方法尋找地外行星時，發現的大多是氣態巨行星 ，這也正是該方法局限性的體現。

凌日效應法是另一種重要的尋找地外行星的方法。

簡單來講，它是通過測量恒星光度的改變，來尋找環繞恒星運動的地外行星 。當行星在環繞恒星運動的過程中，會遮擋住恒星的一部分光線，從而造成恒星光度的略微變暗。

天文學家憑借極其靈敏精確的儀器，捕捉到這種微小的變化，進而判斷出行星的諸多參數，比如行星的直徑，通過比較遮擋前后恒星光度的變化程度，可以大致估算出；

質量則可以結合其他一些物理規律和測量數據進行推算；運行軌道也能通過對多次凌日現象的時間間隔和恒星光度變化周期等數據的分析來確定；甚至還能進一步推測行星上面的溫度，通過分析恒星光被遮擋時的光譜變化，了解行星大氣層對不同波長光的吸收情況，從而推測其溫度；以及是否有大氣層，同樣是依據光譜分析來判斷 。

不過，實施這項工作的難度極大。恒星的光度非常強大，而行星通過時對恒星光度的改變極其微小，這就需要用到極其靈敏精確的儀器才能測量出來。為了捕捉到這些微弱的變化，科學家們不斷研發和改進觀測設備，投入了大量的時間和精力。但即便如此，這對于天文學家們來說仍然是一個巨大的挑戰。

幾十年來，天文學家們在尋找第二地球的道路上從未停止探索的腳步，他們的努力也取得了一系列令人矚目的階段性成果。眾多類地宜居星球的發現，就像在黑暗的宇宙中點亮了一盞盞希望之燈，為人類的未來帶來了無限可能。

距離地球 20 光年遠的格利澤 581g，一直是科學家們關注的焦點。它被認為是 “超級地球” ，質量大約是地球的 3 至 4 倍，直徑接近地球的 1.6 倍 。

其特別之處在于，它位于母恒星的宜居帶內，這使得行星表面溫度可以保持在液態水存在的范圍內。液態水被認為是生命存在的必備條件之一，因此，格利澤 581g 具備了支持生命存在的潛在條件。通過天文觀測和模擬實驗，科學家們還發現格利澤 581g 可能具備穩定的大氣層，大氣層可能富含二氧化碳和甲烷等溫室氣體，能夠在一定程度上保持表面溫度的穩定，為生命的存在提供了更加有利的環境 。雖然格利澤 581g 的存在尚未得到直接證實，科學家對于該行星的發現和屬性仍然存在爭議和不確定性，但它無疑為人類尋找第二地球提供了重要的線索。

為了進一步探索宇宙，尋找更多可能存在的第二地球，國內外都制定了一系列極具前瞻性的探測計劃。

中國在尋找第二地球的征程中不斷邁出堅實的步伐。“近鄰宜居行星巡天計劃（CHES 計劃）” 是其中一項備受矚目的計劃 。該計劃由中國科學院紫金山天文臺領銜，預計發射一個搭載 1.2 米口徑高精度空間天體測量望遠鏡的衛星，通過空間微角秒級別的高精度天體測量方法，對距離太陽系約 32 光年的近鄰類日恒星宜居帶展開探測 。

其目標是普查太陽系近鄰約 100 顆類日恒星，從中尋找宜居帶類地行星或 “超級地球”，詳細普查宜居行星的數目、真實質量和三維軌道等信息。這一計劃采用的原創性技術路線，將由微像素星間距測量、低畸變大視場望遠鏡光學系統和高穩定度姿控、高精度熱控等技術來實現 。目前，相關團隊已圍繞該計劃開展了先期研究，制定了科學的觀測策略，通過仿真觀測研究驗證了觀測策略的有效性，有望填補近鄰類日恒星宜居帶類地行星探測的空白。

“覓音計劃” 同樣是中國探索系外行星的重要舉措 。它又稱宜居行星搜尋空間計劃，目標是通過發射陣列望遠鏡，以直接成像手段，率先發現和認證太陽系外宜居行星并刻畫其宜居性，同時對太陽系天體開展光譜巡天，揭示水的分布，并以高空間分辨率開啟中外紅波段天文學觀測的新紀元 。該計劃預計發射四顆集光器和一個合束器到日地 L2 拉格朗日點，運用光干涉技術得到高角分辨率的中紅外觀測，從而直接觀測和研究遠至 65 光年外的系外行星 。

目前，“覓音計劃” 已基本完成第一階段任務，即基礎研究與關鍵技術攻關，解決了原理可行性及關鍵技術攻關途徑問題，正處于第二階段演示驗證階段，通過飛行實驗，牽引提升并驗證核心技術成熟度，未來將朝著工程實施階段穩步邁進。