ABOUT THE SPEAKER
Sara Seager - Exoplanet expert
Sara Seager’s research led to the first discovery of an atmosphere on a planet outside our solar system. Now she’s on the hunt for a twin Earth.

Why you should listen
Having helped pave the way for the current torrent of discoveries of planets outside of our solar system (or exoplanets), 2013 MacArthur Fellow Sara Seager is now preparing to fulfill her life dream of discovering a planet with nearly identical conditions to our own.

Seager’s present research and discovery mission projects include Earth-orbiting nanosatellite telescopes as well as the Starshade, a sunflower-shaped giant screen to block intrusive starlight, allowing a space telescope to zoom in on the small exoplanets that have thus far eluded our sight.
More profile about the speaker
Sara Seager | Speaker | TED.com
TED2015

Sara Seager: The search for planets beyond our solar system

莎拉·西格尔: 寻找太阳系外的行星

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我们在天空中看到的每一颗恒星都有至少一颗行星在围绕着它运行,天文学家莎拉·西格尔如是说。我们对这些外行星了解多少,又要如何发现更多这样的星球呢?西格尔介绍了她最喜欢的一组外行星,并展示了一项可以帮助我们搜集关于它们的信息——甚至可以帮助我们寻找有生命迹象的外行星的新技术。
- Exoplanet expert
Sara Seager’s research led to the first discovery of an atmosphere on a planet outside our solar system. Now she’s on the hunt for a twin Earth. Full bio

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00:12
I'm here to tell you
about the real真实 search搜索 for alien外侨 life.
0
960
3112
我想告诉你们一些针对外星生命
所展开的真实的探索行动。
不过不是那些通过UFO
抵达这里的绿色小人儿,
00:16
Not little green绿色 humanoids类人型机器人
arriving到达 in shiny闪亮 UFOs不明飞行物,
1
4675
3231
00:19
although虽然 that would be nice不错.
2
7930
1724
当然这样很不错。
不过是关于寻找外太空
围绕恒星运行的行星。
00:21
But it's the search搜索 for planets行星
orbiting轨道 stars明星 far away.
3
9678
3277
我们天空中的每一颗恒星都是太阳。
00:25
Every一切 star in our sky天空 is a sun太阳.
4
13924
1835
00:27
And if our sun太阳 has planets行星 --
5
15783
1381
如果说太阳有围绕它的行星——
00:29
Mercury, Venus金星, Earth地球, Mars火星, etc等等.,
6
17188
2497
水星,金星,地球,火星,等等,
当然其他的恒星周围也应该有行星,
00:31
surely一定 those other stars明星
should have planets行星 also,
7
19709
2436
而且它们的确有。
00:34
and they do.
8
22169
1262
在过去的20多年中,
00:35
And in the last two decades几十年,
9
23455
1412
天文学家已经找到了数千个系外行星。
00:36
astronomers天文学家 have found发现
thousands数千 of exoplanets系外行星.
10
24891
2897
00:40
Our night sky天空 is literally按照字面
teeming丰富的 with exoplanets系外行星.
11
28502
2811
我们的夜空的确遍布着系外行星。
从统计学的角度来说,我们知道
00:43
We know, statistically统计学 speaking请讲,
12
31337
1552
每一个恒星都拥有至少一颗行星。
00:44
that every一切 star has at least最小 one planet行星.
13
32913
2493
00:47
And in the search搜索 for planets行星,
14
35984
1977
在搜索行星的过程中,
在未来搜索像地球这样的行星,
00:49
and in the future未来,
planets行星 that might威力 be like Earth地球,
15
37985
2766
可以帮助我们回答
00:52
we're able能够 to help address地址
16
40775
1369
一些最不可思议又充满神秘的问题,
00:54
some of the most amazing惊人
and mysterious神秘 questions问题
17
42168
2849
这些问题已经困扰了全人类几个世纪。
00:57
that have faced面对 humankind人类 for centuries百年.
18
45041
2571
我们为什么会存在?
00:59
Why are we here?
19
47636
1246
01:01
Why does our universe宇宙 exist存在?
20
49215
1674
为什么我们的宇宙会存在?
01:03
How did Earth地球 form形成 and evolve发展?
21
51476
2047
地球是如何形成和演化的?
01:05
How and why did life originate起源
and populate填充 our planet行星?
22
53912
2984
生命如何以及为什么会诞生
并在这个星球上繁衍?
01:09
The second第二 question
that we often经常 think about is:
23
57665
3055
我们经常思考的第二个问题是:
我们是唯一存在的生命吗?
01:12
Are we alone单独?
24
60744
1286
01:14
Is there life out there?
25
62911
1388
外太空中还有其他生命吗?
01:17
Who is out there?
26
65109
1492
其他生命是什么样子呢?
01:19
You know, this question has been around
for thousands数千 of years年份,
27
67783
3006
这个问题已经存在了几千年,
至少在古希腊哲学家的时代
就已经存在了。
01:22
since以来 at least最小 the time
of the Greek希腊语 philosophers哲学家.
28
70813
2417
但是我今天想要告诉你们,
我们已经
01:25
But I'm here to tell you
just how close we're getting得到
29
73254
2547
非常接近这个问题的答案了。
01:27
to finding发现 out the answer回答
to this question.
30
75825
2881
这是人类历史上第一次
对这个答案触手可及。
01:30
It's the first time in human人的 history历史
that this really is within reach达到 for us.
31
78730
4215
01:35
Now when I think about the possibilities可能性
for life out there,
32
83294
2979
当我想到外太空存在生命的可能性,
我就想到了我们的太阳
只是若干恒星中的一颗。
01:38
I think of the fact事实 that our sun太阳
is but one of many许多 stars明星.
33
86297
4087
01:42
This is a photograph照片 of a real真实 galaxy星系,
34
90825
1878
这是一个真实的星系的照片,
我们认为我们的银河系
差不多就是这一个样子。
01:44
we think our Milky乳白色 Way
looks容貌 like this galaxy星系.
35
92727
2446
其中聚集了很多
彼此紧密联系的恒星。
01:47
It's a collection采集 of bound stars明星.
36
95197
1639
但我们的(太阳)只是
千亿颗恒星中的一颗,
01:48
But our [sun太阳] is one
of hundreds数以百计 of billions数十亿 of stars明星
37
96860
4387
我们的银河系也是
千亿个星系中的一个。
01:53
and our galaxy星系 is one of upwards向上
of hundreds数以百计 of billions数十亿 of galaxies星系.
38
101271
4324
01:58
Knowing会心 that small planets行星
are very common共同,
39
106707
2767
小行星更是不计其数,
可以做一下粗略的计算。
02:01
you can just do the math数学.
40
109498
1274
02:03
And there are just so many许多 stars明星
and so many许多 planets行星 out there,
41
111424
4001
宇宙中的星球真的是太多太多了,
一定还会有其他生命存在。
02:07
that surely一定, there must必须 be life
somewhere某处 out there.
42
115449
2690
02:11
Well, the biologists生物学家 get furious狂怒
with me for saying that,
43
119060
3420
不过生物学家们极其不赞同这种说法,
因为我们毕竟还没有任何相关的证据。
02:14
because we have absolutely绝对 no evidence证据
for life beyond Earth地球 yet然而.
44
122504
3444
02:18
Well, if we were able能够 to look
at our galaxy星系 from the outside
45
126977
4793
假设能够从外太空
观测我们所在的星系,
02:23
and zoom放大 in to where our sun太阳 is,
46
131794
2208
并聚焦到太阳,
我们就会看到一幅恒星的分布图。
02:26
we see a real真实 map地图 of the stars明星.
47
134026
1560
02:28
And the highlighted突出 stars明星
are those with known已知 exoplanets系外行星.
48
136046
3023
那些被突出标注的恒星
都有已知的系外行星。
02:31
This is really just
the tip小费 of the iceberg冰山.
49
139745
2189
这张图展现的仅仅是冰山一角而已。
02:34
Here, this animation动画 is zooming缩放 in
onto our solar太阳能 system系统.
50
142642
3642
这个动画突出展示了我们的太阳系。
02:38
And you'll你会 see here the planets行星
51
146872
1485
你们可以看到一些行星和宇宙飞船,
02:40
as well as some spacecraft宇宙飞船
that are also orbiting轨道 our sun太阳.
52
148381
2833
它们都在围绕着我们的太阳运行。
02:44
Now if we can imagine想像 going
to the West西 Coast of North America美国,
53
152968
3364
假设我们在北美洲的西海岸
仰望夜空,
02:48
and looking out at the night sky天空,
54
156356
2126
这就是我们在一个春季的夜晚
能够看到的景象。
02:50
here's这里的 what we'd星期三 see on a spring弹簧 night.
55
158506
2278
你们可以看到星座的交替,
02:52
And you can see
the constellations星座 overlaid覆盖
56
160808
2010
还有很多带有行星的恒星。
02:54
and again, so many许多 stars明星 with planets行星.
57
162842
2269
天空里有一个区域密布着数千颗行星。
02:57
There's a special特别 patch补丁 of the sky天空
where we have thousands数千 of planets行星.
58
165135
4194
开普勒太空望远镜在这里聚焦了很多年。
03:01
This is where the Kepler开普勒 Space空间 Telescope望远镜
focused重点 for many许多 years年份.
59
169353
3690
03:05
Let's zoom放大 in and look
at one of the favorite喜爱 exoplanets系外行星.
60
173576
4674
我们再继续放大,
看一下其中一个比较有名的系外行星。
03:10
This star is called Kepler-Kepler-186f.
61
178863
3261
这颗行星叫开普勒-186f。
03:14
It's a system系统 of about five planets行星.
62
182529
2198
这个系统中有大约5个行星。
这里要提一下,这其中大多数的
系外行星我们都不太了解。
03:16
And by the way, most of these exoplanets系外行星,
we don't know too much about.
63
184751
3825
我们只知道它们的大小,
轨道之类的信息。
03:20
We know their size尺寸, and their orbit轨道
and things like that.
64
188600
2983
不过开普勒-186f非常特殊。
03:23
But there's a very special特别 planet行星
here called Kepler-Kepler-186f.
65
191607
3962
它处在一个距离恒星
并不太远的区域内,
03:27
This planet行星 is in a zone
that is not too far from the star,
66
195593
4104
这就意味着那里的温度
可能非常适宜物种生存。
03:31
so that the temperature温度
may可能 be just right for life.
67
199721
3259
这里我们强化了艺术效果,
03:35
Here, the artist's艺术家 conception概念
is just zooming缩放 in
68
203004
3031
想要给大家展示一下
这个行星可能的形貌。
03:38
and showing展示 you what that planet行星
might威力 be like.
69
206059
2270
03:43
So, many许多 people have this
romantic浪漫 notion概念 of astronomers天文学家
70
211074
5602
或许很多人都会带着
一种浪漫的想象,
觉得天文学家们都是在孤寂的山顶,
03:48
going to the telescope望远镜
on a lonely孤独 mountaintop山顶
71
216700
3556
通过巨大的望远镜来
观察绚丽多彩的夜空的。
03:52
and looking at the spectacular壮观 night sky天空
through通过 a big telescope望远镜.
72
220280
3549
不过事实上,我们只是在计算机上操作,
跟其他人没什么两样,
03:55
But actually其实, we just work
on our computers电脑 like everyone大家 else其他,
73
223853
3372
我们通过邮件或者数据库下载数据。
03:59
and we get our data数据 by email电子邮件
or downloading下载 from a database数据库.
74
227249
3825
所以,与其说我是来告诉大家
04:03
So instead代替 of coming未来 here to tell you
75
231098
2523
数据本身和数据分析
有多么枯燥,
04:05
about the somewhat有些 tedious乏味 nature性质
of the data数据 and data数据 analysis分析
76
233645
3131
我们的计算机模型有多么复杂,
04:08
and the complex复杂 computer电脑 models楷模 we make,
77
236800
2066
不如说我想以一种不同的
方式给大家展示
04:10
I have a different不同 way
to try to explain说明 to you
78
238890
2198
我们对系外行星的一些看法和思考。
04:13
some of the things
that we're thinking思维 about exoplanets系外行星.
79
241112
2645
这里有一张旅行海报:
04:15
Here's这里的 a travel旅行 poster海报:
80
243781
1166
"开普勒-186f:
04:16
"Kepler-Kepler-186f:
81
244971
2320
一边的草总是比另一边更红。“
04:19
Where the grass is always redder更红
on the other side."
82
247315
2714
这是因为开普勒-186f围绕着
一颗红色的恒星运行,
04:22
That's because Kepler-Kepler-186f
orbits轨道 a red star,
83
250053
3730
我们只是猜测那上面的植物,
04:25
and we're just speculating投机
that perhaps也许 the plants植物 there,
84
253807
2692
假设有可以进行光合作用的植物,
04:28
if there is vegetation植被
that does photosynthesis光合作用,
85
256523
2618
那些植物就会含有不同的色素,
让它们看起来是红色。
04:31
it has different不同 pigments颜料 and looks容貌 red.
86
259165
1943
04:34
"Enjoy请享用 the gravity重力 on HDHD 40307g,
87
262137
4358
”享受HD 40307g上面的重力吧,
这里是超级地球。“
04:38
a Super-Earth超级地球."
88
266519
1459
这颗行星比地球的质量要大,
04:40
This planet行星 is more massive大规模的 than Earth地球
89
268002
2157
拥有更大的表面重力。
04:42
and has a higher更高 surface表面 gravity重力.
90
270183
1722
04:44
"Relax放松 on Kepler-Kepler-16b,
91
272333
2897
”来开普勒-16b上放松一下吧,
你的影子永远不会孤单。“
04:47
where your shadow阴影 always has company公司."
92
275254
1896
(笑声)
04:49
(Laughter笑声)
93
277174
1960
据我们所知,有数十个行星都
是围绕着两颗恒星运行,
04:51
We know of a dozen planets行星
that orbit轨道 two stars明星,
94
279158
4182
估计还会有更多。
04:55
and there's likely容易 many许多 more out there.
95
283364
2119
如果我们可以探访其中一颗行星,
04:57
If we could visit访问 one of those planets行星,
96
285507
1961
你确实可以看到两次日落,
04:59
you literally按照字面 would see two sunsets日落
97
287492
1887
并同时形成两个影子。
05:01
and have two shadows阴影.
98
289403
1255
05:03
So actually其实, science科学 fiction小说
got some things right.
99
291484
2417
事实上,科幻小说中的
一些描述是正确的。
比如《星球大战》中的塔图因。
05:05
Tatooine塔图 from Star Wars战争.
100
293925
1209
05:08
And I have a couple一对 of other
favorite喜爱 exoplanets系外行星
101
296047
2295
还有一些其他的系外星球,
我也想给大家介绍一下。
05:10
to tell you about.
102
298366
1197
这个叫做开普勒-10b,
05:11
This one is Kepler-Kepler-10b,
103
299587
1532
它的温度极高。
05:13
it's a hot, hot planet行星.
104
301143
1983
05:15
It orbits轨道 over 50 times closer接近 to its star
105
303642
2935
它的运行轨道距离其围绕的恒星
只有地球和太阳距离的五十分之一。
05:18
than our Earth地球 does to our sun太阳.
106
306601
2167
正是因为它的温度太高,
05:20
And actually其实, it's so hot,
107
308792
1580
我们无法探访任何这样的行星,
即便我们试图接近它,
05:22
we can't visit访问 any
of these planets行星, but if we could,
108
310396
2633
在到达那里之前也早就熔化了。
05:25
we would melt熔化 long before we got there.
109
313053
1974
我们认为它的地表温度足够熔化岩石,
05:27
We think the surface表面
is hot enough足够 to melt熔化 rock
110
315051
2329
能够形成液态的岩浆湖。
05:29
and has liquid液体 lava岩浆 lakes湖泊.
111
317404
1426
05:31
Gliese格利泽 1214b.
112
319457
1584
格利泽1214b。
我们已经知道了
这颗行星的质量和体积,
05:33
This planet行星, we know the mass and the size尺寸
113
321065
2099
它的密度比较低。
05:35
and it has a fairly相当 low density密度.
114
323188
1588
温度也不算太高。
05:36
It's somewhat有些 warm.
115
324800
1198
但我们对它的了解也仅限于此,
05:38
We actually其实 don't know
really anything about this planet行星,
116
326053
2684
不过它上面可能有水存在,
05:40
but one possibility可能性
is that it's a water world世界,
117
328761
2505
有点像木星的一颗放大版的
遍布冰雪的卫星,
05:43
like a scaled-up放大 version
of one of Jupiter's木星 icy冷冰冰 moons月亮
118
331290
3507
其水含量可能占据了质量的50%。
05:46
that might威力 be 50 percent百分 water by mass.
119
334821
2483
在这种情况下,它就有可能覆盖了
一层很厚的蒸汽大气层,
05:49
And in this case案件, it would have
a thick steam蒸汽 atmosphere大气层
120
337328
2961
就在海洋的上空,
05:52
overlaying覆盖 an ocean海洋,
121
340313
1856
不过海里不是液态水,
05:54
not of liquid液体 water,
122
342193
1510
而是一种奇特状态的水,
一种超流体——
05:55
but of an exotic异国情调 form形成
of water, a superfluid超流体 --
123
343727
3005
不算是气体,也不算是液体。
05:58
not quite相当 a gas加油站, not quite相当 a liquid液体.
124
346756
1990
其下遍布的也不是岩石,
06:00
And under that wouldn't不会 be rock,
125
348770
1600
而是一种高压状态的冰,
06:02
but a form形成 of high-pressure高压力 ice,
126
350394
1596
类似于冰IX(冰九,拥有某种晶体结构的冰。
——译注)。
06:04
like ice IXIX.
127
352014
1276
06:06
So out of all these planets行星 out there,
128
354593
2175
除了这些多样性已经让我们感到
惊讶的行星以外,
06:08
and the variety品种
is just simply只是 astonishing惊人,
129
356792
3214
我们最想找到的是我们称作
”古迪洛克行星“的星球。
06:12
we mostly大多 want to find the planets行星
that are Goldilocks金发 planets行星, we call them.
130
360030
5130
体积不大不小,
06:17
Not too big, not too small,
131
365184
1917
温度不高不低——
06:19
not too hot, not too cold --
132
367125
1847
刚刚好适宜物种生存。
06:20
but just right for life.
133
368996
1349
06:22
But to do that,
we'd星期三 have to be able能够 to look
134
370658
2118
不过要做到这一点,
我们需要能够检测到
这个行星的大气层,
06:24
at the planet's地球上的 atmosphere大气层,
135
372800
1334
因为大气层就像一块保温毯——
06:26
because the atmosphere大气层
acts行为 like a blanket trapping诱捕 heat --
136
374158
2796
具有温室效应。
06:28
the greenhouse温室 effect影响.
137
376978
1336
我们需要监测到其他行星上的
06:30
We have to be able能够 to assess评估
the greenhouse温室 gases气体
138
378338
2820
温室气体。
06:33
on other planets行星.
139
381182
1150
06:35
Well, science科学 fiction小说
got some things wrong错误.
140
383169
2119
从这一点来说,
科幻小说就显得不那么真实了。
《进取号》
(剧情设定在《星际旅行》的宇宙中)
06:37
The Star Trek跋涉 Enterprise企业
141
385796
1390
需要以极高速度旅行很长的距离
06:39
had to travel旅行 vast广大 distances距离
at incredible难以置信 speeds速度
142
387210
3627
到达其它行星并环绕飞行,
06:42
to orbit轨道 other planets行星
143
390861
1729
这样史波克大副才能
分析大气层的成分,
06:44
so that First Officer Spock斯波克
could analyze分析 the atmosphere大气层
144
392614
3976
从而判断该行星是否适宜居住,
06:48
to see if the planet行星 was habitable可居住
145
396614
1961
或者那上面是否有生命存活。
06:50
or if there were lifeforms生命形式 there.
146
398599
1673
06:52
Well, we don't need
to travel旅行 at warp speeds速度
147
400745
2490
不过我们并不需要以极限高速行驶
来获取其他行星上的大气数据,
06:55
to see other planet行星 atmospheres气氛,
148
403259
2129
当然我并不想打击那些跃跃欲试
想要实现这项工作的
06:57
although虽然 I don't want to dissuade劝阻
any budding芽接 engineers工程师
149
405412
2784
工程师们的积极性。
07:00
from figuring盘算 out how to do that.
150
408220
1923
我们其实可以直接在地球的轨道范围内
07:02
We actually其实 can and do study研究
planet行星 atmospheres气氛
151
410167
2292
研究那些大气层。
07:04
from here, from Earth地球 orbit轨道.
152
412483
1613
这是一张由亚特兰蒂斯航天飞机拍摄的
07:06
This is a picture图片, a photograph照片
of the Hubble哈勃 Space空间 Telescope望远镜
153
414120
3177
哈勃太空望远镜的照片,
07:09
taken采取 by the shuttle穿梭 Atlantis亚特兰蒂斯
as it was departing出发
154
417321
2750
这架航天飞机出发时,最后一次
前往哈勃的载人太空飞行已经完成。
07:12
after the last
human人的 space空间 flight飞行 to Hubble哈勃.
155
420095
2239
他们在飞机上安装了一个新的照相机,
07:14
They installed安装 a new camera相机, actually其实,
156
422358
1886
可以采集系外行星的大气数据。
07:16
that we use for exoplanet太阳系外行星 atmospheres气氛.
157
424268
2145
目前,我们已经能够研究
数十个系外行星的大气层,
07:18
And so far, we've我们已经 been able能够 to study研究
dozens许多 of exoplanet太阳系外行星 atmospheres气氛,
158
426437
4905
其中有6个我们可以得到
非常详细的数据。
07:23
about six of them in great detail详情.
159
431366
2124
不过那些都不是像地球这样的小行星。
07:25
But those are not
small planets行星 like Earth地球.
160
433514
2172
它们非常庞大,温度很高,
很容易观测到。
07:27
They're big, hot planets行星
that are easy简单 to see.
161
435710
2394
我们还没准备好,
07:30
We're not ready准备,
162
438128
1238
还不具备研究小型系外星球的技术。
07:31
we don't have the right technology技术 yet然而
to study研究 small exoplanets系外行星.
163
439390
4375
07:36
But nevertheless虽然,
164
444106
1158
不过尽管如此,
我还是想跟大家解释一下我们是
如何研究系外行星大气的。
07:37
I wanted to try to explain说明 to you
how we study研究 exoplanet太阳系外行星 atmospheres气氛.
165
445288
3897
07:41
I want you to imagine想像,
for a moment时刻, a rainbow彩虹.
166
449652
2222
大家可以想象一下彩虹。
07:44
And if we could look
at this rainbow彩虹 closely密切,
167
452532
2746
如果我们可以近距离观察彩虹,
就能发现一些暗色的线缺失了。
07:47
we would see that some
dark黑暗 lines线 are missing失踪.
168
455302
2667
07:51
And here's这里的 our sun太阳,
169
459127
1421
这是我们的太阳,
白色的光被分解了,
07:52
the white白色 light of our sun太阳 split分裂 up,
170
460572
1767
不是被雨滴,而是被光谱仪分解了。
07:54
not by raindrops雨滴, but by a spectrograph摄谱仪.
171
462363
2286
我们可以看到所有这些
暗色的竖线。
07:56
And you can see
all these dark黑暗, vertical垂直 lines线.
172
464673
2451
有的很窄,有的很宽,
07:59
Some are very narrow狭窄, some are wide,
173
467148
1834
有的边缘很模糊。
08:00
some are shaded阴影 at the edges边缘.
174
468982
1425
这实际上就是过去的一个多世纪以来,
08:02
And this is actually其实 how astronomers天文学家
have studied研究 objects对象 in the heavens,
175
470431
3604
宇航员们研究太空物质的方式。
08:06
literally按照字面, for over a century世纪.
176
474059
1495
在这张图中,每种原子和分子
08:07
So here, each different不同 atom原子 and molecule分子
177
475578
2426
都有一组特殊的谱线,
08:10
has a special特别 set of lines线,
178
478028
1525
你们可以把它当做一种指纹信息。
08:11
a fingerprint指纹, if you will.
179
479577
1556
我们就是利用这些信息
研究系外行星的大气成分的。
08:13
And that's how we study研究
exoplanet太阳系外行星 atmospheres气氛.
180
481157
2737
我永远也忘不了在20年前
08:15
And I'll just never forget忘记
when I started开始 working加工
181
483918
2360
刚刚开始研究系外行星大气的时候,
08:18
on exoplanet太阳系外行星 atmospheres气氛 20 years年份 ago,
182
486302
1856
多少人告诉我,
08:20
how many许多 people told me,
183
488182
1185
”这根本行不通。
08:21
"This will never happen发生.
184
489391
1209
我们永远也不可能做到。
干嘛白费功夫呢?“
08:22
We'll never be able能够 to study研究 them.
Why are you bothering困扰?"
185
490624
2790
这也是为什么我很高兴的告诉你们
目前所有的关于大气的研究,
08:25
And that's why I'm pleased满意 to tell you
about all the atmospheres气氛 studied研究 now,
186
493438
3674
已经完全自成体系了。
08:29
and this is really a field领域 of its own拥有.
187
497136
1849
那么对于那些在将来我们可以观测到的
08:31
So when it comes to
other planets行星, other Earths地球,
188
499009
2522
其他行星,那些类地行星,
08:33
in the future未来 when we can observe them,
189
501555
2077
我们需要寻找哪些气体呢?
08:35
what kind of gases气体
would we be looking for?
190
503656
2059
08:38
Well, you know, our own拥有 Earth地球
has oxygen in the atmosphere大气层
191
506144
3175
大家都知道,我们地球上的大气
含有20%体积的氧气。
08:41
to 20 percent百分 by volume.
192
509343
1459
08:43
That's a lot of oxygen.
193
511445
1269
这个含量是很高的。
08:45
But without plants植物
and photosynthetic光合 life,
194
513457
2745
不过没有植物和其它光合生物,
大气中就不会有氧气,
08:48
there would be no oxygen,
195
516226
1410
事实上连一丁点儿都不会有。
08:49
virtually实质上 no oxygen in our atmosphere大气层.
196
517660
1841
08:52
So oxygen is here because of life.
197
520116
1923
所以氧气的出现是因为生命的存在。
所以我们的目标就是要
找到其他行星的大气中
08:54
And our goal目标 then is to look for gases气体
in other planet行星 atmospheres气氛,
198
522063
4107
原本并不应该存在的气体,
08:58
gases气体 that don't belong属于,
199
526194
2037
或许可以归功于生命的存在。
09:00
that we might威力 be able能够
to attribute属性 to life.
200
528255
2383
那么哪些分子是我们需要寻找的呢?
09:02
But which哪一个 molecules分子 should we search搜索 for?
201
530662
2081
我已经告诉过你们系外行星的
种类有多么繁杂了。
09:04
I actually其实 told you
how diverse多种 exoplanets系外行星 are.
202
532767
2663
在我们寻找类地行星的过程中,
09:07
We expect期望 that to continue继续 in the future未来
203
535454
1997
一定还会有更多种类的外行星出现。
09:09
when we find other Earths地球.
204
537475
1301
这就是我目前正在从事的主要工作之一,
09:10
And that's one of the main主要 things
I'm working加工 on now,
205
538800
2572
对此我有一番自己的理论。
09:13
I have a theory理论 about this.
206
541396
1293
这倒是提醒我了,几乎每天
09:14
It reminds提醒 me that nearly几乎 every一切 day,
207
542713
2288
我都会收到一封或者很多封电子邮件,
09:17
I receive接收 an email电子邮件 or emails电子邮件
208
545025
2652
发件人都对重力或者宇宙物理学
09:19
from someone有人 with a crazy theory理论
about physics物理 of gravity重力
209
547701
3627
提出了自己疯狂的理论。
09:23
or cosmology宇宙学 or some such这样.
210
551352
1832
不过,在此还是想提醒大家,
请不要再给我发这种邮件了。
09:25
So, please don't email电子邮件 me
one of your crazy theories理论.
211
553208
3333
(笑声)
09:28
(Laughter笑声)
212
556565
1214
我有一套自己的疯狂理论。
09:29
Well, I had my own拥有 crazy theory理论.
213
557803
2178
那么麻省理工的教授要跟谁探讨呢?
09:32
But, who does the MITMIT professor教授 go to?
214
560005
1984
09:34
Well, I emailed电子邮件 a Nobel诺贝尔 Laureate桂冠
in Physiology生理 or Medicine医学
215
562703
4211
我曾经给一名诺贝尔生理学或医学的
获奖者发过邮件,
他说,”听上去还不错,
过来我们讨论一下吧。“
09:38
and he said, "Sure, come and talk to me."
216
566938
1973
于是我就带上了两个
生物化学领域的朋友,
09:40
So I brought my two biochemistry生物化学 friends朋友
217
568935
1999
跟他介绍了一下我们的疯狂理论。
09:42
and we went to talk to him
about our crazy theory理论.
218
570958
2352
那个理论就是,
生命制造了所有的小分子,
09:45
And that theory理论 was that life
produces产生 all small molecules分子,
219
573334
3441
不计其数的小分子。
09:48
so many许多 molecules分子.
220
576799
1674
几乎是作为一个非化学领域专家,
我能想到的所有分子。
09:50
Like, everything I could think of,
but not being存在 a chemist化学家.
221
578497
2895
比方说:
09:53
Think about it:
222
581416
1183
二氧化碳,一氧化碳,
09:54
carbon dioxide二氧化碳, carbon monoxide一氧化碳,
223
582623
2030
氢分子,氮分子,
09:56
molecular分子 hydrogen, molecular分子 nitrogen,
224
584677
1859
甲烷,氯甲烷——
09:58
methane甲烷, methyl甲基 chloride氯化物 --
225
586560
1366
太多太多了。
09:59
so many许多 gases气体.
226
587950
1161
它们之所以存在也有很多其他的原因,
10:01
They also exist存在 for other reasons原因,
227
589135
1935
不过单单是生命,甚至就可以产生臭氧。
10:03
but just life even produces产生 ozone臭氧.
228
591094
1852
于是我们去跟他讨论了这套观点,
10:04
So we go to talk to him about this,
229
592970
1758
结果很快就被他否决了。
10:06
and immediately立即, he shot射击 down the theory理论.
230
594752
2142
10:09
He found发现 an example that didn't exist存在.
231
597226
2267
他找到了一个并不存在的气体的例子。
10:11
So, we went back to the drawing画画 board
232
599948
1781
于是我们只好回去继续推导,
10:13
and we think we have found发现 something
very interesting有趣 in another另一个 field领域.
233
601753
3428
我们认为我们已经找到了一些
在其他领域中很有意思的东西。
回到系外行星这个话题,
10:17
But back to exoplanets系外行星,
234
605205
1420
重点是生命制造了这么多种气体,
10:18
the point is that life produces产生
so many许多 different不同 types类型 of gases气体,
235
606649
3279
差不多几千种。
10:21
literally按照字面 thousands数千 of gases气体.
236
609952
2212
我们现在的任务就是试图找出
10:24
And so what we're doing now
is just trying to figure数字 out
237
612188
2667
哪些种类的系外行星上的哪些气体
10:26
on which哪一个 types类型 of exoplanets系外行星,
238
614879
1589
可能是由生命制造出来的。
10:28
which哪一个 gases气体 could be attributed由于 to life.
239
616492
3220
10:34
And so when it comes time
when we find gases气体
240
622182
2048
所以当我们在系外行星的大气中
找到了那些气体,
10:36
in exoplanet太阳系外行星 atmospheres气氛
241
624254
1351
我们很难确定这些气体是怎么来的,
10:37
that we won't惯于 know
if they're being存在 produced生成
242
625629
2096
是由外星人制造的,
还是来自树木,
10:39
by intelligent智能 aliens外星人 or by trees树木,
243
627749
3030
或者沼泽地,
10:42
or a swamp沼泽,
244
630803
1210
或者仅仅是来源于简单的
单细胞生物。
10:44
or even just by simple简单,
single-celled单细胞 microbial微生物 life.
245
632037
2861
10:47
So working加工 on the models楷模
246
635541
1550
所以建立一些模型,
应用一些生物化学的知识,
10:49
and thinking思维 about biochemistry生物化学,
247
637115
1651
我们就会得到我们想要的答案。
10:50
it's all well and good.
248
638790
1197
那么在实际过程中面临的
最大挑战就是:要怎么做?
10:52
But a really big challenge挑战
ahead of us is: how?
249
640011
2885
要怎么找到这些行星?
10:54
How are we going to find these planets行星?
250
642920
2162
其实可以通过很多方式来寻找,
10:57
There are actually其实 many许多 ways方法
to find planets行星,
251
645106
2204
10:59
several一些 different不同 ways方法.
252
647310
1519
各种不同的方式。
不过我重点在研究的是
要如何实现这样一个途径,
11:00
But the one that I'm most focused重点 on
is how can we open打开 a gateway网关
253
648853
3859
在未来
11:04
so that in the future未来,
254
652736
1237
可以让我们找到数百个类地行星。
11:05
we can find hundreds数以百计 of Earths地球.
255
653997
1849
我们事实上已经开始行动了。
11:07
We have a real真实 shot射击
at finding发现 signs迹象 of life.
256
655870
2333
我刚刚完成了一个
由我负责的两年项目,
11:10
And actually其实, I just finished
leading领导 a two-year两年 project项目
257
658227
3126
在这个特殊的项目中,
11:13
in this very special特别 phase
258
661377
2088
我们提出了”遮星板“的概念。
11:15
of a concept概念 we call the starshadestarshade.
259
663489
2654
遮星板是一个形状非常特殊的屏障,
11:18
And the starshadestarshade
is a very specially特别 shaped成形 screen屏幕
260
666167
2953
我们想要将它送入太空,
11:21
and the goal目标 is to fly that starshadestarshade
261
669144
1867
遮挡恒星的光线,
11:23
so it blocks out the light of a star
262
671035
3094
这样就可以通过望远镜
直接观测那些行星了。
11:26
so that the telescope望远镜
can see the planets行星 directly.
263
674153
2939
这张图上你们可以看到
我和两名项目成员,
11:29
Here, you can see myself
and two team球队 members会员
264
677116
2393
正在展示遮星板的一块很小的局部。
11:31
holding保持 up one small part部分
of the starshadestarshade.
265
679533
2189
它的形状就像一个巨大的花朵,
11:33
It's shaped成形 like a giant巨人 flower,
266
681746
1580
这是一片花瓣的雏形。
11:35
and this is one of the prototype原型 petals花瓣.
267
683350
2483
11:38
The concept概念 is that a starshadestarshade
and telescope望远镜 could launch发射 together一起,
268
686907
4461
这个过程就是把遮星板和
望远镜一同送入太空,
遮星板的花瓣会从运载器上打开。
11:43
with the petals花瓣 unfurling扬起
from the stowed收起 position位置.
269
691392
2594
11:46
The central中央 truss桁架 would expand扩大,
270
694896
2056
中心的桁架会展开,
花瓣也会迅速延展到位。
11:48
with the petals花瓣 snapping捕捉 into place地点.
271
696976
3092
这个过程需要做到非常精准,
11:52
Now, this has to be made制作 very precisely恰恰,
272
700092
2230
也就是说花瓣的精度要达到微米级,
11:54
literally按照字面, the petals花瓣 to microns微米
273
702346
1588
定位的精准度要达到毫米级。
11:55
and they have to deploy部署 to millimeters毫米.
274
703958
2715
这一整个部件需要移动至
11:58
And this whole整个 structure结构体 would have to fly
275
706697
2055
距离望远镜数万公里的距离。
12:00
tens of thousands数千 of kilometers公里
away from the telescope望远镜.
276
708776
3359
它的直径大概有几十米。
12:04
It's about tens of meters in diameter直径.
277
712159
2142
12:06
And the goal目标 is to block out
the starlight星光 to incredible难以置信 precision精确
278
714785
4953
它能够以难以置信的精度
实现对恒星光线的遮挡,
这样我们就能直接观测行星了。
12:11
so that we'd星期三 be able能够 to see
the planets行星 directly.
279
719762
2738
12:15
And it has to be a very special特别 shape形状,
280
723333
2229
它的形状必须十分特殊,
这是由物理学中的衍射现象决定的。
12:17
because of the physics物理 of defractiondefraction.
281
725586
1889
这是我们从事的一项实际的项目,
12:19
Now this is a real真实 project项目
that we worked工作 on,
282
727499
2219
说真的,你们想象不出这有多难。
12:21
literally按照字面, you would not believe how hard.
283
729742
2468
为了证明这并不只是一种假想,
12:24
Just so you believe
it's not just in movie电影 format格式,
284
732234
2662
给你们展示一个真实的照片,
12:26
here's这里的 a real真实 photograph照片
285
734920
1636
这是实验室中的第二代
遮星板调试试验台。
12:28
of a second-generation第二代
starshadestarshade deployment部署 test测试 bed in the lab实验室.
286
736580
4991
在这个项目中,我只是想让你们知道
12:33
And in this case案件,
I just wanted you to know
287
741595
2079
中心桁架装有
12:35
that that central中央 truss桁架
has heritage遗产 left over
288
743698
2490
太空大范围无线电部署的一部分。
12:38
from large radio无线电 deployablesdeployables in space空间.
289
746212
1914
12:41
So after all of that hard work
290
749372
1656
那么,在这一系列我们试图寻找
那些外行星中的神秘气体,
12:43
where we try to think of all the crazy
gases气体 that might威力 be out there,
291
751052
3793
以及建造了极其复杂的太空望远镜
12:46
and we build建立 the very
complicated复杂 space空间 telescopes望远镜
292
754869
2928
之类的艰难任务之后,
12:49
that might威力 be out there,
293
757821
1227
我们会有什么收获呢?
12:51
what are we going to find?
294
759072
1296
12:52
Well, in the best最好 case案件,
295
760725
1758
最好的情况是,
我们会获得另一个类地行星的图像。
12:54
we will find an image图片
of another另一个 exo-Earth外切地球.
296
762507
2797
12:58
Here is Earth地球 as a pale苍白 blue蓝色 dot.
297
766328
2259
这张图上的地球是一个淡蓝色的小点。
这是一张地球的真实照片,
13:00
And this is actually其实
a real真实 photograph照片 of Earth地球
298
768611
2559
由旅行者1号航天飞机
13:03
taken采取 by the Voyager航海家 1 spacecraft宇宙飞船,
299
771194
1870
从40亿英里外的距离拍摄的。
13:05
four billion十亿 miles英里 away.
300
773088
1618
13:07
And that red light is just scattered疏散 light
in the camera相机 optics光学.
301
775159
3238
那条红色的光线只是相机的
光学部件散射出的光。
13:11
But what's so awesome真棒 to consider考虑
302
779315
2396
想象一下,
如果存在着高智慧的外星生物,
正绕着我们附近恒星的行星运转,
13:13
is that if there are intelligent智能 aliens外星人
303
781735
3049
它们搭建出了我们正在建造的
13:16
orbiting轨道 on a planet行星
around a star near to us
304
784808
3954
复杂的太空望远镜,
13:20
and they build建立 complicated复杂
space空间 telescopes望远镜
305
788786
2045
它们能看到的也仅仅是
一个淡蓝色的小点,
13:22
of the kind that we're trying to build建立,
306
790855
1927
极其微小的光点,
13:24
all they'll他们会 see is this pale苍白 blue蓝色 dot,
307
792806
2500
这该有多酷啊!
13:27
a pinprick针刺 of light.
308
795330
1285
13:29
And so sometimes有时, when I pause暂停 to think
309
797456
3066
有时候,当我停下来思考
我所面临的难题和我远大的理想,
13:32
about my professional专业的 struggle斗争
and huge巨大 ambition志向,
310
800546
4253
这跟浩瀚的宇宙相比
13:36
it's hard to think about that
311
804823
1993
真的不算什么。
13:38
in contrast对比 to the vastness广大
of the universe宇宙.
312
806840
2419
13:42
But nonetheless尽管如此,, I am devoting费尽
the rest休息 of my life
313
810120
4126
不过尽管如此,
我还是打算奉献我的一生
来寻找另一个地球。
13:46
to finding发现 another另一个 Earth地球.
314
814270
1350
13:48
And I can guarantee保证
315
816296
2215
而且我可以保证,
用下一代的太空望远镜,
13:50
that in the next下一个 generation
of space空间 telescopes望远镜,
316
818535
2383
也就是第二代,
13:52
in the second第二 generation,
317
820942
1540
我们将会有能力找到并
识别出其他的类地行星。
13:54
we will have the capability能力
to find and identity身分 other Earths地球.
318
822506
5406
我们也将能够分解恒星发出的光线,
13:59
And the capability能力
to split分裂 up the starlight星光
319
827936
2674
能够找到那些气体,
14:02
so that we can look for gases气体
320
830634
1553
获得那些大气中的温室气体成分信息,
14:04
and assess评估 the greenhouse温室 gases气体
in the atmosphere大气层,
321
832211
3486
估算星球表面的温度,
14:07
estimate估计 the surface表面 temperature温度,
322
835721
1598
并寻找生命的迹象。
14:09
and look for signs迹象 of life.
323
837343
1758
14:11
But there's more.
324
839736
1421
不过我们还有更长远的打算。
在寻找其他类地行星的同时,
14:13
In this case案件 of searching搜索
for other planets行星 like Earth地球,
325
841181
3364
我们还在制作一幅展示
14:16
we are making制造 a new kind of map地图
326
844569
2595
附近恒星及其行星的新太空地图,
14:19
of the nearby附近 stars明星
and of the planets行星 orbiting轨道 them,
327
847188
3260
包括有可能适宜人类居住的(行星)。
14:22
including包含 [planets行星] that actually其实 might威力 be
inhabitable可居住 by humans人类.
328
850472
3771
14:26
And so I envision预见 that our descendants后人,
329
854915
2381
我能够想像我们的后代,
在几百年之后,
14:29
hundreds数以百计 of years年份 from now,
330
857320
1805
能够通过星际旅行到达其他的星球。
14:31
will embark从事 on an interstellar星际
journey旅程 to other worlds世界.
331
859149
3027
14:35
And they will look back at all of us
332
863059
2912
他们能够回首我们这一代,
第一个发现类地新世界的一代。
14:37
as the generation who first found发现
the Earth-like类似地球 worlds世界.
333
865995
3008
14:41
Thank you.
334
869822
1151
谢谢大家。
(掌声)
14:42
(Applause掌声)
335
870997
6511
June Cohen (JC):
你先来提问吧 ,
14:49
June六月 Cohen科恩: And I give you,
for a question,
336
877532
2100
有请罗塞塔任务的负责人,
Fred Jansen。
14:51
Rosetta罗塞塔 Mission任务 Manager经理 Fred弗雷德 Jansen詹森.
337
879656
1728
14:53
Fred弗雷德 Jansen詹森: You mentioned提到 halfway through通过
338
881817
2031
Fred Jansen:
你部分提到了
可以分析类地行星光谱的技术
14:55
that the technology技术
to actually其实 look at the spectrum光谱
339
883872
3787
还尚未实现。
14:59
of an exoplanet太阳系外行星 like Earth地球
is not there yet然而.
340
887683
2629
你认为什么时候可以实现,
15:02
When do you expect期望 this will be there,
341
890336
1887
要如何实现呢?
15:04
and what's needed需要?
342
892247
1268
莎拉·西格尔(SS):事实上
我们打算依靠下一代的哈勃望远镜。
15:05
Actually其实, what we expect期望 is what we call
our next-generation下一代 Hubble哈勃 telescope望远镜.
343
893539
4615
15:10
And this is called the James詹姆士 Webb韦伯
Space空间 Telescope望远镜,
344
898531
2341
我们叫它詹姆斯韦伯太空望远镜,
会在2018年把它送上太空,
15:12
and that will launch发射 in 2018,
345
900896
1703
整个计划大概是这样的,
15:14
and that's what we're going to do,
346
902623
1822
我们会观测一种特殊的行星,
15:16
we're going to look
at a special特别 kind of planet行星
347
904469
2264
叫做过渡系外行星,
15:18
called transient短暂的 exoplanets系外行星,
348
906757
1456
那将是我们研究小行星上可能预示着
15:20
and that will be our first shot射击
at studying研究 small planets行星
349
908237
3101
生命迹象的气体的第一次尝试。
15:23
for gases气体 that might威力 indicate表明
the planet行星 is habitable可居住.
350
911362
3298
15:27
JCJC: I'm going to ask you
one follow-up跟进 question, too, Sara萨拉,
351
915477
2809
JC:莎拉,我还有个大众一点的
问题要问一下你。
15:30
as the generalist通才.
352
918310
1206
我真的对你的职业生涯中所面临的
15:31
So I am really struck来袭
by the notion概念 in your career事业
353
919540
3093
反对声音感到很震惊,
15:34
of the opposition反对 you faced面对,
354
922657
1399
也就是当你开始思考系外行星,
15:36
that when you began开始 thinking思维
about exoplanets系外行星,
355
924080
2144
科学领域对它们是否存在持有
15:38
there was extreme极端 skepticism怀疑论
in the scientific科学 community社区
356
926248
2666
极端怀疑的态度,
15:40
that they existed存在,
357
928938
1151
你证明了他们是错的。
15:42
and you proved证实 them wrong错误.
358
930113
1269
你是如何承受这些的呢?
15:43
What did it take to take that on?
359
931406
1713
SS: 作为科学家,
15:45
SSSS: Well, the thing is that as scientists科学家们,
360
933143
2070
我们理应持怀疑态度,
15:47
we're supposed应该 to be skeptical怀疑的,
361
935237
1958
因为我们的工作就是
要确认其他人的观点
15:49
because our job工作 to make sure
that what the other person is saying
362
937219
3048
是否是合理的。
15:52
actually其实 makes品牌 sense or not.
363
940291
1339
但是作为一名科学家,
15:53
But being存在 a scientist科学家,
364
941654
2557
我觉得你们可能已经在这段演讲中看到,
15:56
I think you've seen看到 it from this session会议,
365
944235
2420
我的职责更像是探索者。
15:58
it's like being存在 an explorer探险者.
366
946679
1682
这需要极大的好奇心,
16:00
You have this immense巨大 curiosity好奇心,
367
948385
1989
固执,
16:02
this stubbornness固执,
368
950398
1299
还需要坚定不移的意志,
16:03
this sort分类 of resolute坚决 will
that you will go forward前锋
369
951721
2382
无论其他人说什么,都不能动摇。
16:06
no matter what other people say.
370
954127
2031
JC:说的太好了。
非常感谢你,莎拉。
16:08
JCJC: I love that. Thank you, Sara萨拉.
371
956182
1676
(掌声)
16:09
(Applause掌声)
372
957882
2995
Reviewed by fengshuang gao

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ABOUT THE SPEAKER
Sara Seager - Exoplanet expert
Sara Seager’s research led to the first discovery of an atmosphere on a planet outside our solar system. Now she’s on the hunt for a twin Earth.

Why you should listen
Having helped pave the way for the current torrent of discoveries of planets outside of our solar system (or exoplanets), 2013 MacArthur Fellow Sara Seager is now preparing to fulfill her life dream of discovering a planet with nearly identical conditions to our own.

Seager’s present research and discovery mission projects include Earth-orbiting nanosatellite telescopes as well as the Starshade, a sunflower-shaped giant screen to block intrusive starlight, allowing a space telescope to zoom in on the small exoplanets that have thus far eluded our sight.
More profile about the speaker
Sara Seager | Speaker | TED.com