TED2015
Aomawa Shields: How we'll find life on other planets
Aomawa Shields: 我們如何尋找存在於另一顆行星上的生命
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天文學工作者 Aomawa Shields 通過對太陽系以外的行星上大氣層的檢測來尋找存在於宇宙中的生命存在的線索。在她的天文研究工作之餘，這位曾接受過正統訓練的演員（兼 TED 研究會員）還借助戲劇、文字著作和視覺藝術等途徑吸引年輕女性參與到科學中來。“也許某一天，她們將會（如我這般）自身充滿矛盾地躋身於天文學工作者的隊伍中來，”她說，“並憑藉自己的背景去發現，原來我們真的不是浩瀚宇宙中唯一的生命。”
Aomawa Shields - Astronomer, astrobiologist, actor, writer
Aomawa Shields studies the climate and habitability of planets outside of the Solar System. Full bio
Aomawa Shields studies the climate and habitability of planets outside of the Solar System. Full bio
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00:12
I am in search of another planet
in the universe where life exists.
in the universe where life exists.
0
856
4739
我一直在尋找宇宙中
另一顆存在生命的行星。
另一顆存在生命的行星。
我無法通過肉眼，
00:18
I can't see this planet
with my naked eyes
with my naked eyes
1
6426
2962
00:21
or even with the most powerful telescopes
2
9412
2286
甚至也無法借助我們現有的
最先進的望遠鏡觀測到這顆行星。
最先進的望遠鏡觀測到這顆行星。
00:23
we currently possess.
3
11722
1350
但我知道這顆行星是存在的。
00:25
But I know that it's there.
4
13787
2064
00:27
And understanding contradictions
that occur in nature
that occur in nature
5
15875
3143
而理解自然界中發生的一些矛盾或衝突，
00:31
will help us find it.
6
19042
1356
則將會幫助我們尋找到這顆行星。
在我們地球上，
00:33
On our planet,
7
21379
1151
00:34
where there's water, there's life.
8
22554
1973
但凡有水的地方，就會存在生命。
因此，我們所要尋找的就是
按照某個適當的距離，
圍繞著恆星旋轉的那種行星。
按照某個適當的距離，
圍繞著恆星旋轉的那種行星。
00:36
So we look for planets that orbit
at just the right distance
at just the right distance
9
24892
2934
00:39
from their stars.
10
27850
1299
這適當的距離，就是圖上藍色區域部分，
00:42
At this distance,
11
30418
1151
00:43
shown in blue on this diagram
for stars of different temperatures,
for stars of different temperatures,
12
31593
3480
標示了行星與不同溫度恆星
之間的適當距離，
之間的適當距離，
00:47
planets could be warm enough
for water to flow on their surfaces
for water to flow on their surfaces
13
35097
3854
行星的溫度就足夠溫暖，
從而能使水源在它們的表面流動起來
從而能使水源在它們的表面流動起來
00:50
as lakes and oceans
14
38975
1398
就像湖泊和海洋，
00:52
where life might reside.
15
40397
1541
生命就可能存活於這些水中。
00:54
Some astronomers focus their time
and energy on finding planets
and energy on finding planets
16
42787
3714
一些天文學家
便把他們的目光及精力集中在
便把他們的目光及精力集中在
00:58
at these distances from their stars.
17
46525
2441
尋找這種與恆星有
維持適當距離的行星研究上。
維持適當距離的行星研究上。
01:00
What I do picks up where their job ends.
18
48990
2403
而我的工作則是基於
這些天文學家們的研究結果而展開的。
這些天文學家們的研究結果而展開的。
01:03
I model the possible
climates of exoplanets.
climates of exoplanets.
19
51869
2984
我通過構建模型來模擬
太陽系以外的行星上可能出現的氣候。
太陽系以外的行星上可能出現的氣候。
我這項工作之所以重要，
01:07
And here's why that's important:
20
55353
1826
01:09
there are many factors
besides distance from its star
besides distance from its star
21
57203
3490
是因為，除了距離，
還有其他很多因素會決定
一個行星是否能夠維繫生命的存在。
一個行星是否能夠維繫生命的存在。
01:12
that control whether
a planet can support life.
a planet can support life.
22
60717
2604
拿金星舉例來說。
01:16
Take the planet Venus.
23
64297
1516
金星這個名字來源於古羅馬
的愛神、美神維納斯，
的愛神、美神維納斯，
01:18
It's named after the Roman goddess
of love and beauty,
of love and beauty,
24
66646
3691
01:22
because of its benign,
ethereal appearance in the sky.
ethereal appearance in the sky.
25
70361
3610
因為它在天空中看上去輕盈且柔美。
01:26
But spacecraft measurements
revealed a different story.
revealed a different story.
26
74487
3164
但宇宙飛船的數據卻揭示了
金星另一個不同的故事。
金星另一個不同的故事。
01:30
The surface temperature is close
to 900 degrees Fahrenheit,
to 900 degrees Fahrenheit,
27
78080
3969
金星地表溫度接近900華氏度，
01:34
500 Celsius.
28
82073
1499
也就是500攝氏度。
那樣的高溫足以熔化金屬鉛。
01:36
That's hot enough to melt lead.
29
84151
2388
造成高溫的原因不是
金星與太陽之間的距離近，
而是金星自身厚重的大氣層。
金星與太陽之間的距離近，
而是金星自身厚重的大氣層。
01:39
Its thick atmosphere, not its distance
from the sun, is the reason.
from the sun, is the reason.
30
87115
3838
01:42
It causes a greenhouse effect on steroids,
31
90977
3103
它造成了類似施打了
類固醇的溫室效應，
類固醇的溫室效應，
01:46
trapping heat from the sun
and scorching the planet's surface.
and scorching the planet's surface.
32
94104
3640
這大氣層困住了來自太陽的熱量
並烘烤著行星表面，
並烘烤著行星表面，
01:50
The reality totally contradicted
initial perceptions of this planet.
initial perceptions of this planet.
33
98181
4547
這一事實完全違背了
（人們對於金星）最初的認識。
（人們對於金星）最初的認識。
這些來自我們太陽系的教訓告訴我們，
01:55
From these lessons
from our own solar system,
from our own solar system,
34
103728
2621
01:58
we've learned that a planet's atmosphere
35
106373
2016
行星的大氣層對它的氣候
02:00
is crucial to its climate
and potential to host life.
and potential to host life.
36
108413
3602
以及它是否可能維繫生命
有著決定性的作用。
有著決定性的作用。
02:04
We don't know what the atmospheres
of these planets are like
of these planets are like
37
112967
2915
我們無從知道這些行星
究竟有什麼樣的大氣層。
究竟有什麼樣的大氣層。
02:07
because the planets are so small
and dim compared to their stars
and dim compared to their stars
38
115906
4368
因為，相對於恆星而言，
這些行星不僅太小還昏暗不清，
這些行星不僅太小還昏暗不清，
02:12
and so far away from us.
39
120298
1665
而且這些行星距離我們非常遙遠。
02:14
For example, one of the closest planets
that could support surface water --
that could support surface water --
40
122500
4291
比如，距離我們最近的一顆
可能存在地表水的行星，
可能存在地表水的行星，
02:18
it's called Gliese 667 Cc --
41
126815
3357
它叫“格利澤667 CC”。
02:22
such a glamorous name, right,
nice phone number for a name --
nice phone number for a name --
42
130196
3936
多棒的一個名字，
對，跟電話號碼一樣的有趣的名字。
對，跟電話號碼一樣的有趣的名字。
02:26
it's 23 light years away.
43
134156
2435
這顆行星距離我們23光年，
02:29
So that's more than 100 trillion miles.
44
137091
2770
那也就是100萬億英里
（約161萬億千米）以外。
（約161萬億千米）以外。
02:32
Trying to measure
the atmospheric composition
the atmospheric composition
45
140686
2313
對這樣一顆繞行與某顆恆星的
系外行星而言，
測量它的大氣層成分非常困難。
系外行星而言，
測量它的大氣層成分非常困難。
02:35
of an exoplanet passing
in front of its host star is hard.
in front of its host star is hard.
46
143023
4016
02:39
It's like trying to see a fruit fly
47
147444
1880
這就像是試圖去看清楚
一隻飛過車燈果蠅一樣。
一隻飛過車燈果蠅一樣。
02:41
passing in front of a car's headlight.
48
149348
2286
那麼，現在試想一下，
當那輛車離你有100萬億英里那麼遠，
當那輛車離你有100萬億英里那麼遠，
02:44
OK, now imagine that car
is 100 trillion miles away,
is 100 trillion miles away,
49
152126
3699
02:47
and you want to know
the precise color of that fly.
the precise color of that fly.
50
155849
3372
而妳還想知道那隻飛過（車燈前）的果蠅
是什麼精確的顏色。
是什麼精確的顏色。
因此，我採用電腦模型
02:52
So I use computer models
51
160618
1757
02:54
to calculate the kind of atmosphere
a planet would need
a planet would need
52
162399
3103
去計算哪樣的行星大氣層
可能產生出一種適宜的氣候。
可能產生出一種適宜的氣候。
02:57
to have a suitable climate
for water and life.
for water and life.
53
165526
2699
這種適宜的氣候
可以保證水源和生命的存在。
可以保證水源和生命的存在。
這是來自於一位藝術家的關於（行星）
“卡普勒62F”的一個概念（作品），
“卡普勒62F”的一個概念（作品），
03:01
Here's an artist's concept
of the planet Kepler-62f,
of the planet Kepler-62f,
54
169439
4112
03:05
with the Earth for reference.
55
173575
1483
用地球作為參照。
這顆行星距離地球有1200光年，
03:07
It's 1,200 light years away,
56
175507
2040
03:09
and just 40 percent larger than Earth.
57
177571
2227
並且只有比地球大40%。
03:12
Our NSF-funded work found that it
could be warm enough for open water
could be warm enough for open water
58
180313
4048
我們這項得到美國國家科學基金會資助
的研究發現這顆行星可能足夠溫暖
從而存在水源，
的研究發現這顆行星可能足夠溫暖
從而存在水源，
03:16
from many types of atmospheres
and orientations of its orbit.
and orientations of its orbit.
59
184385
4109
在很多種類型的大氣層和很多
不同方向的運行軌道的情形下都是這樣。
不同方向的運行軌道的情形下都是這樣。
03:20
So I'd like future telescopes
to follow up on this planet
to follow up on this planet
60
188518
3133
因此，我希望未來的望遠鏡
可以跟蹤這顆行星，
可以跟蹤這顆行星，
03:23
to look for signs of life.
61
191675
1571
看看能不能發現生命的跡象。
行星表面上存在的冰
對於氣候也有重要的影響。
對於氣候也有重要的影響。
03:26
Ice on a planet's surface
is also important for climate.
is also important for climate.
62
194476
3389
03:29
Ice absorbs longer,
redder wavelengths of light,
redder wavelengths of light,
63
197889
3195
冰會吸收光譜中波長
更長、更紅的那些光，
更長、更紅的那些光，
03:33
and reflects shorter, bluer light.
64
201108
2130
而反射回去波長相對較短、更藍的光。
03:35
That's why the iceberg
in this photo looks so blue.
in this photo looks so blue.
65
203870
2889
照片上的冰山之所以會顯得那麼藍
正是因為這個原因。
正是因為這個原因。
03:39
The redder light from the sun
is absorbed on its way through the ice.
is absorbed on its way through the ice.
66
207092
3497
太陽光中更紅的光
會在穿透冰塊的過程中被（冰塊）吸收，
會在穿透冰塊的過程中被（冰塊）吸收，
03:42
Only the blue light
makes it all the way to the bottom.
makes it all the way to the bottom.
67
210613
2857
只有藍光才能真正穿透到達冰塊底部。
這樣一來，它（藍光）就會反射出來，
反射到我們的眼睛裡，
反射到我們的眼睛裡，
03:45
Then it gets reflected
back to up to our eyes
back to up to our eyes
68
213947
2392
03:48
and we see blue ice.
69
216363
1576
我們便因此看到了藍色的冰。
03:50
My models show that planets
orbiting cooler stars
orbiting cooler stars
70
218590
2974
我的模型顯示，
圍繞溫度較冷的恆星旋轉的行星
圍繞溫度較冷的恆星旋轉的行星
03:53
could actually be warmer
than planets orbiting hotter stars.
than planets orbiting hotter stars.
71
221588
3168
會實際上比那些圍繞
溫度較高的恆星旋轉的行星溫度更高。
溫度較高的恆星旋轉的行星溫度更高。
03:56
There's another contradiction --
72
224780
1539
另外還有一個矛盾。
03:58
that ice absorbs the longer
wavelength light from cooler stars,
wavelength light from cooler stars,
73
226343
3774
那就是，冰會吸收從溫度較低的恆星上
發射出來的波長較長光；
發射出來的波長較長光；
04:02
and that light, that energy,
heats the ice.
heats the ice.
74
230141
3108
而這些（被吸收的）光，這些能量，
會使冰本身的溫度升高。
會使冰本身的溫度升高。
04:06
Using climate models to explore
75
234622
2360
借助氣象模型去探索
這些矛盾如何影響行星上的氣候
這些矛盾如何影響行星上的氣候
04:09
how these contradictions
can affect planetary climate
can affect planetary climate
76
237006
3105
04:12
is vital to the search for life elsewhere.
77
240135
3174
對於尋找（地球以外的）生命
有至關重要的意義。
有至關重要的意義。
04:16
And it's no surprise
that this is my specialty.
that this is my specialty.
78
244128
3177
這也解釋了為什麼這
（借助模型尋找生命的研究方法）
成為了我的研究專長。
（借助模型尋找生命的研究方法）
成為了我的研究專長。
04:19
I'm an African-American female astronomer
79
247715
2785
我是一名非裔美國女性天文學工作者，
04:22
and a classically trained actor
80
250524
2112
同時還是一名接受過正統訓練的演員，
04:24
who loves to wear makeup
and read fashion magazines,
and read fashion magazines,
81
252660
3835
我愛化妝， 愛讀時尚雜誌。
04:28
so I am uniquely positioned to appreciate
contradictions in nature --
contradictions in nature --
82
256519
4833
所以，我特別適合去欣賞
和領悟自然中的矛盾。
和領悟自然中的矛盾。
04:33
(Laughter)
83
261376
1112
（笑聲）
04:34
(Applause)
84
262512
3464
（鼓掌）
04:38
... and how they can inform our search
for the next planet where life exists.
for the next planet where life exists.
85
266000
4093
而且認識到這些矛盾
可以引領我們尋找
存在於另一顆行星的生命。
可以引領我們尋找
存在於另一顆行星的生命。
我的一個組織名為Rising Stargirls。
04:42
My organization, Rising Stargirls,
86
270645
2508
04:45
teaches astronomy
to middle-school girls of color,
to middle-school girls of color,
87
273177
3428
它利用劇院、文字著作和視覺藝術去教
那些有色種族的中學女生天文學知識。
那些有色種族的中學女生天文學知識。
04:48
using theater, writing and visual art.
88
276629
3456
04:52
That's another contradiction --
science and art don't often go together,
science and art don't often go together,
89
280697
3977
這裡還有另一個矛盾——
科學和藝術並不是經常同時出現的。
科學和藝術並不是經常同時出現的。
04:56
but interweaving them can help
these girls bring their whole selves
these girls bring their whole selves
90
284698
3802
但是，將這兩者結合起來是可以幫助
這些女孩們全身心地投入到
她們的所學中去的。
這些女孩們全身心地投入到
她們的所學中去的。
05:00
to what they learn,
91
288524
1199
05:01
and maybe one day join
the ranks of astronomers
the ranks of astronomers
92
289747
3440
也許某一天，她們會（如我這般）自身充滿矛盾，而躋身到天文學者的隊伍中去。
05:05
who are full of contradictions,
93
293211
1754
05:06
and use their backgrounds
to discover, once and for all,
to discover, once and for all,
94
294989
3150
而憑藉她們自己的背景
去發現原來我們真的
不是浩瀚宇宙中唯一的生命。
不是浩瀚宇宙中唯一的生命。
05:10
that we are truly not alone
in the universe.
in the universe.
95
298163
3016
05:14
Thank you.
96
302433
1151
謝謝。
05:15
(Applause)
97
303608
8816
（鼓掌）
ABOUT THE SPEAKER
Aomawa Shields - Astronomer, astrobiologist, actor, writerAomawa Shields studies the climate and habitability of planets outside of the Solar System.
Why you should listen
Dr. Aomawa Shields received her PhD in Astronomy and Astrobiology from the University of Washington in 2014. She also received an MFA in Acting from UCLA in 2001, and a Bachelor's degree in Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences from MIT in 1997. She is currently an NSF Astronomy and Astrophysics Postdoctoral Fellow, a UC President's Postdoctoral Program Fellow, and a 2015 TED Fellow at the University of California, Los Angeles, and the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Dr. Shields is the founder of Rising Stargirls, an organization dedicated to encouraging girls of all colors and backgrounds to explore and discover the universe using theater, writing, and visual art. She uses her theater and writing background to communicate science to the public in engaging, innovative ways.
Aomawa Shields | Speaker | TED.com