《行星》The Planets ，是BBC于2019年上映的一部講述太陽系行星的紀錄片。
紀錄片的英國版本，由Brian Cox教授講解演示，而其美國版本，由Zachary Quinto教授展示。其初次放映，是2019年5月28日在BBC 2臺播出。幾十年來，人類已經(jīng)用無人探測器造訪過太陽系的全部行星，對于這些行星的認識，邁上了一個新的臺階，就連曾經(jīng)的9大行星的說法，都已經(jīng)更改成了8大行星。實際上在20年前的1999年，BBC就已經(jīng)上映過一部同名的紀錄片。2019年的《行星》，可以幫助我們更新對太陽系的認識。Cox教授，結(jié)合地球上相應(yīng)的地表景觀和自然現(xiàn)象，輔以震撼精美的特效，帶領(lǐng)觀眾去理解和認識發(fā)生在遙遠異星的美景和奇跡，以及他們的過去、現(xiàn)在和未來。閑話不多說，我們就一起來看看，這部引人入勝的紀錄片吧！這部紀錄片，國內(nèi)可以在騰訊視頻上找到，但只有VIP可以觀看全部五集，游客只能觀看第一集的低畫質(zhì)版。古人云，不充錢你怎么變強？說罷，筆者露出了貧窮的表情。第一集的英文名，叫做A Moment in the Sun: The Terrestrial Planets。這個名字一語雙關(guān)，既是指太陽系的四顆類地行星距離太陽較近，又有全盛的繁榮時期的意味在里面。四顆類地行星距離太陽相對來說很近，因此他們的興衰，與太陽的發(fā)展變化密切相關(guān)。我們都知道，太陽系有四顆類地行星（terrestrial planet），分別是水星、金星、地球和火星。那就有一個疑問，既然他們被稱為是類地行星，為何卻并不像地球一樣，發(fā)展出了生命？圖注：恒星的宜居帶，太陽是從左側(cè)上到下的第二個一個簡單的答案是所謂的宜居帶。但是這樣的答案，太過強調(diào)地球命運的巧合，是一種靜止的，而非運動的科學(xué)觀念，作為馬克思主義的繼承人的我們，不應(yīng)該簡簡單單就去接受這樣的解釋。如今，那些前往遙遠異星的探測器，給我們帶回了寶貴的物理、化學(xué)信息，我們得以深入解讀這些星球的發(fā)展，進而回答這樣一個終極的問題——Cox教授，操著獨特的口音——具體來說就是所有g(shù)結(jié)尾的單詞都會把g讀出來——漫步在一片干旱荒蕪的土地上，向我們講述水星的故事。
水星是一個古怪的地方，它的軌道很不圓潤，而是一個橢圓——遠日點達到69,816,900 km，近日點則只有46,001,200 km。此外，她的公轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)周期存在共振現(xiàn)象，每公轉(zhuǎn)兩圈，會精確地自轉(zhuǎn)三圈。從水星地表來看，公轉(zhuǎn)一圈，太陽在天上就移動了180度，也就是一個白天。這就能得出，水星的一天，相當于水星的兩年。這使得水星非常適合用來修仙——不管是白天還是黑夜，都很長，每個水星太陽日，長達176個地球日。如果你在水星地表赤道附近散步（假如你沒有被曬死），只要保持每小時大約3.6公里左右的速度（這是很慢的步行速度了），一直向西走，太陽就會始終高懸在天空中的同一個位置，永不落下。過去，我們認為，每一顆行星，在什么地方誕生，就會永遠維持那個軌道。但是2004年8月3日發(fā)射的信使號（MESSENGER）水星探測器——第一個進入水星環(huán)繞軌道的人造飛行器——給了我們不一樣的證據(jù)。水星是一個很難去的地方，具體的描述讀者可以參看筆者過去的文章——所以信使號一次飛掠地球，兩次飛掠金星，三次飛掠水星，才終于實現(xiàn)充足的減速，在2011年3月18日進入水星環(huán)繞軌道。進入軌道之后信使號對水星進行了一系列細致的測量，包括重力和成分等。Cox教授講述了兩個重大的發(fā)現(xiàn)——水星可是太陽系最內(nèi)層的行星了，居然揮發(fā)分含量很高？ 綜合上面這兩點，科學(xué)家推測，也許水星剛剛誕生的時候，軌道并不在現(xiàn)在的地方。按照水星當前探測到的揮發(fā)分含量，水星誕生的地方，應(yīng)該大致位于火星目前的軌道附近。火星軌道附近，曾經(jīng)有很多很多的行星“胚胎”，這些胚胎互相碰撞，于混亂中孕育新的世界。在很多很多年以前——也許是四十多億年前——一次偶然的，但是猛烈的碰撞，將水星推離了原有的軌道，后來漸漸進入了現(xiàn)在的軌道。圖注：看著都覺得好疼。
但是Cox教授說，這樣的假說也存在致命的缺陷。那就是，碰撞的過程，無論怎么想，都是一個劇烈釋放能量的過程。在這樣的過程中，如何才能保證揮發(fā)分不被蒸發(fā)掉呢？也許，需要一個“恰到好處”的碰撞，恰到好處地保留了揮發(fā)分吧。激烈的碰撞導(dǎo)致地殼缺失，過于靠近太陽導(dǎo)致地表溫度很高，質(zhì)量太小導(dǎo)致幾乎沒有大氣層，繼而導(dǎo)致晝夜溫差巨大……等等等等的因素，使得水星不具有孕育生命的可能。水星沐浴在最燦爛的陽光之下，但是已經(jīng)被這燦爛的陽光，烤干了。金星，我們中國人也把她叫做啟明星，長庚星，太白星，這是因為金星是夜空中最亮的那顆星（如果不考慮月球的話），可以認為是自帶BGM的行星。金星是個神奇的地方，雖然很亮，也很近，但是如果你用望遠鏡去看她，只能看到厚重的云層，卻完全無法看到其表面。曾經(jīng)的人們認為那里是一個生機勃勃的天堂，有著叢林、湖泊，甚至還有著豐富的動物！所以在人類籌備第一次登陸金星的航天任務(wù)時，曾經(jīng)考慮到了濺落在水面的情況。之前在《如何優(yōu)雅地造訪金星》的文章里，我也曾講過，前蘇聯(lián)的前幾顆探測器，甚至使用白糖，作為著陸器的填縫劑，以便能在水中溶解，打開著陸器的保護鎖。但是真實情況不是這樣，一次次的科學(xué)探測，漸漸揭露出金星的真實面目。圖注：前蘇聯(lián)金星13號著陸器進入金星大氣層的模擬動畫
這里的天空，被硫酸和鹽酸的濃云遮蔽，大氣壓可以在瞬間將一輛坦克壓成紙片，溫度則可以瞬間融化金屬。這里不是天堂，倒反而像是地獄的圖景。圖注：金星13號最后的下降階段，切斷主降落傘以防止下落過慢
之前的探測器，有的甚至還沒到達地面，就已經(jīng)完全損壞，失去聯(lián)絡(luò)；有的沒預(yù)想到大氣層如此稠密，降落傘過于高效，以至于電量耗盡，都還沒落到金星表面。金星13號（Venera-13）在金星表面存活了127分鐘，在過熱損壞之前，傳回了寶貴的數(shù)據(jù)，我們才知道，原來金星的地表溫度，達到457攝氏度，大氣壓達到89倍地球標準大氣壓，大氣中96.5%都是二氧化碳。但是本不應(yīng)該這樣的，這一切，應(yīng)該歸因為，金星失控的溫室效應(yīng)。說到溫室效應(yīng)大家先不要激動，地球上也有溫室效應(yīng)，但是目前并沒有失控。如果不是溫室效應(yīng)保護我們，地球的平均溫度應(yīng)該是零下18攝氏度左右。而現(xiàn)在，我們的平均溫度大約是零上14攝氏度左右，明顯是溫室效應(yīng)，保護了地球上大部分生命的繁衍生息。但是金星不一樣了。在44億年前，太陽系還很年輕，金星也很年輕的時候，這里可能充滿了液態(tài)水，平均溫度大約在20攝氏度左右，就像是宜人的春天。好景不長，年輕的太陽漸漸進入壯年，散發(fā)出遠多于過去的光和熱。這些光和熱，被金星的溫室效應(yīng)困死在金星內(nèi)部。強力的溫室效應(yīng)氣體——水蒸氣，無法變成雨，落回地面，而是長期囤積在金星的空氣中。于是溫室效應(yīng)越發(fā)強烈——直到失控。于是今天的金星，變成了地獄，變成了太陽系最酷熱的行星。就算金星曾經(jīng)出現(xiàn)過低級的生命，那短暫的，陽光燦爛的日子，也一去不復(fù)返了?！敖鹦侨恕?，再也沒有進化出來的可能了。火星是地球的“姐妹”，二者在很多方面都非常相似。加上離得又比較近，所以是人類探測最深入的，除地球之外的行星。上面說到，太陽光和熱的增長，破壞了金星的水循環(huán)平衡，導(dǎo)致了失控溫室效應(yīng)。但是太陽光和熱的增長，給火星帶來了機遇。好奇號（Curiosity）火星車，于2012年8月6日著陸火星。出于好奇心，他發(fā)現(xiàn)了很多火星表面曾經(jīng)存在水的跡象，一些火星軌道上的探測器，也用種種方法證明了水曾經(jīng)的存在——甚至在火星兩極，固態(tài)水直到今天依然大量存在著。因此關(guān)于火星表面有沒有水這個問題，科學(xué)家基本上可以確定——曾經(jīng)是有液態(tài)水的，如今，也依然有冰存在。圖注：好奇號火星車的自拍。用于自拍的機械臂被NASA給PS掉了但是火星太小了，只有0.107個地球質(zhì)量，其引力不足以保留較厚的大氣層。而且小的質(zhì)量和體積，導(dǎo)致其內(nèi)核很快就冷卻，不再能產(chǎn)生內(nèi)生的磁場，不像地球這樣可以通過磁層來抵御太陽風。于是來自太陽風的高能粒子，將火星大氣層離子不斷電離、加速，使其不斷逃逸。水的重要成份——氫原子是最輕的原子，最容易逃逸。因此，火星的大氣層不斷變薄——尤其致命的是，那些從地面蒸發(fā)的水蒸氣，很多將不再回到地面，而是被解離之后，逃逸到外太空去了。于是，在迎來燦爛的陽光，并因此引發(fā)了全太陽系最大的洪水，創(chuàng)造了全太陽系最大落差的瀑布之后（這些都是目前的推測），火星，便再次沉默。陽光依然燦爛，可是陽光下那個臉紅紅的孩子，寂寂無聲。泰坦？不是神話傳說里那個泰坦，而是根據(jù)神話傳說命名的，土衛(wèi)六：泰坦。土衛(wèi)六是太陽系眾多行星的衛(wèi)星中，第二大的，比水星還大一點，不過比水星輕40%。
土衛(wèi)六最引人注目的地方，在于其具備非常致密的大氣層，表面大氣壓達到1.45個標準大氣壓。更具體的情況，讀者可以翻一翻公眾號過去的文章：《滅霸同款土豆試吃指南》。按照前面說過的，太陽在變得越來越熱。實際上，根據(jù)主序星的生命軌跡，在大約50億年以后，我們的太陽會進入老年，變成一顆紅巨星，并開始劇烈膨脹，吞沒水星、金星、地球。到那時，可能火星還能在太陽外面茍延殘喘，但是也會變成熔巖煉獄。然而到了那個時候，由于太陽體積的極度膨脹，外層行星及其衛(wèi)星，接收到的太陽熱能，會不斷增加。Cox教授認為，那個時候，太陽也許能將這些冰封的世界解凍，變成生命的天堂。Titan，作為目前唯一一顆有著濃厚大氣的衛(wèi)星，在這樣的未來，被寄予了厚望。在當下，土衛(wèi)六的地表溫度，僅有零下179攝氏度，說是冰天雪地，都有點熱了。在這里，甲烷代替水，成為了循環(huán)的主角。2005年1月14日，卡西尼-惠更斯號探測器分離，惠更斯號探針被釋放，進入土衛(wèi)六的大氣層。惠更斯號穿越了這濃濃的大氣層，在劃過大氣層的時候，拍下了這樣的畫面：圖注：惠更斯號降落時拍下的畫面
河流？沒錯！在土衛(wèi)六上，甲烷會以液態(tài)穩(wěn)定存在，并形成類似于地球上水的循環(huán)，蒸騰上天，再飄落成雨，然后匯聚成河，奔向湖泊和大海。Cox教授說，根據(jù)計算和分析，這些山峰，其實是富含水冰的冰山。但是在土衛(wèi)六上，水冰，充當了地球上巖石的地位。圖注：惠更斯號拍攝到的土衛(wèi)六上的卵石，只有流體的沖刷才會磨圓卵石。
兩年后，卡西尼號探測器再次造訪土衛(wèi)六，拍下了復(fù)數(shù)個的湖泊。這些湖泊的邊緣，有明顯的液體侵蝕的痕跡。不同的是，因為這些湖泊中的液體，是甲烷，不導(dǎo)電，而非地球上導(dǎo)電的水溶液，所以在雷達上的圖案截然相反。但是科學(xué)家還是可以判斷出——這就是湖泊。等到數(shù)十億年之后，太陽變熱，甲烷蒸發(fā)，原來保存在土衛(wèi)六高山和深谷中的，凝固成石頭的水，就會噴薄而出，配合著甲烷等生命必不可少的基本有機分子，開始新的生命的演化。
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