地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

生命就是偶然和必然相遇的結果,既有必不可少的改變,也有某些幸運的成分在其中。

——路易莎· 普雷斯頓《地外生命探索之旅》

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

這是一本天體生物學的入門讀物,適合對外星生命感興趣的人。

有人說過,科普要做的不是把所有人都變成內行,而是儘可能讓每個外行人都成為有科學素養的外行。

其實我開始覺得很迷惑,因為人類迄今為止並沒有發現過地外生命,這個天體生物到底是研究什麼的呢?

數千年來,人們總是在仰望星空的時候,思索著:此時此刻,在茫茫宇宙是不是也有人一樣在注視著我們?天體生物學就致力於解決這類與地外生命相關的問題,同時關注地球上生物的起源、分佈和發展。它是一門研究地外生命的交叉學科,涉及物理、化學、天文學、生物學、分子生物學、地理學、地質學等多個領域。最神奇的是別的學科都有具體的研究對象,但天體生物學要去證明他們的研究對象——外星生命確實存在。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

科幻電影和小說裡大多數的外星人都是類人生物,有腦袋有四肢,比如阿凡達,但是基於地球上大多數生物和我們長得不一樣,估計外星人跟我們長得差不多也只是一廂情願。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

碳元素是地球上所有的生命都具備的元素,地球上已知的元素有100多種,但是生命只用了其中的24種。那麼問題來了,當初生命產生時是元素隨機組合,還是迫於形勢和壓力組成,還是生命的模式就是這樣呢?那麼地外生命會不會是同一種模式?在嘗試尋找答案的過程中,天文生物學家們覺得生命是可以以其他形式存在的……

我又開始疑惑:會不會有類似於腦電波似存在的外星生物呢?既看不見摸不著……

地球的70%都是水,而液態水正是生命存在的首要條件,地球和太陽系的其他星球不同,它的大氣層像一層厚厚的絕緣體帶來了溫室效應,避免的溫度劇烈變化,大氣中的臭氧層是生命的保護傘,可以吸收來自太陽的紫外線輻射。地球還有磁場,不僅保護大氣層還成為抵抗宇宙輻射的又一道防線。天體生物學家在尋找宜居環境時,一直以地球為模板。它應該是一顆岩石星球,有大氣層和磁場。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

在太陽系,地球的條件可謂得天獨厚。首先,木星為地球提供了保護傘,引開了小行星和彗星,有助於保持太陽的角動量,穩定整個行星系統。

和太陽的距離只是地球成為生命溫床的一個幸運因素,地球的大氣層吸收輻射的能力,維持的適宜的地表溫度,水和生命得以存在。地球的最後一個特殊屬性就是重力,重力使地球牢牢抓住大氣層,只允許一小部分逃離到太空。

一旦星球為生命的存在做好了準備,隨著時間的推移,生命就有可能出現。

天體生物學家正在尋找的是適應生命的環境,但是生命是十分頑強的,他們有可能在任何意想不到的地方萌發,因此我們要尋找的其實不是宜居的環境,而是生命的極限。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲


隨著地外探索的深入,我們意識到宇宙的環境相對於地球是多麼的惡劣。人類生命的禁區成為了天體生物學家重點關注的區域:間歇泉、深海熱泉、超鹽性地區、鹽灘、沙漠、冰川……

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

在這些人類認為極限環境的地方,其實也有生命存在——嗜極生物。嗜熱菌能在80攝氏度開始瘋長,而且厭氧。還有嗜酸型、嗜冷型、嗜鹼型、嗜壓型選手……還有題目中提到的水熊蟲。水熊蟲可能是目前人類已知最彪悍的動物。據報道,-200℃下它們可活若干天,-272℃和181℃均可存活2分鐘;在5700戈瑞強度的放射線下也可生存;還可以承受600兆帕斯卡的巨大壓力;而且在真空中都不會死亡。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

探索完地球上的極限環境,我們首先來到太陽系。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

水星白天燥熱,晚上冰冷,因此,我們在探索太陽系生命的時候,首先就將它排除在外。地球探測器將在2024年抵達水星,對水星進行最廣泛的探索。

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金星比地球乾燥100,000倍,地表溫度高達460攝氏度,它的大氣層中,96%都是二氧化碳,氣壓高達89個標準大氣壓,目前地球上發現的生命沒有一種能在這樣一個溫室般的行星上生存。

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火星和地球最類似,但是火星上的大氣有毒,95%都是二氧化碳,氧氣含量極少,平均氣溫為零下63℃。這都使火星不適合生命居住,尤其是人類。但是天文學家最感興趣的不是火星上今天存在生命的可能性,而是過去是否存在生命?

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木星是氣態和冰態的行星,它的大氣層長期處於混沌狀態。這裡的氣壓是地球的1000倍,溫度超過10,000攝氏度。在這種環境中生命會瞬間被毀滅,地球上沒有任何生命能在這樣的環境中倖存。

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如果木星上幾乎不可能存在生命,那麼土星也一樣,土星主要有氫氣和氦氣構成,只在較低的雲層中含有微量的病,沒有生命可以生存的地方。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

天王星和海王星位於太陽系的邊緣。

海王星沒有找到生命的希望,它是一個冰冷、黑暗的世界,狂風肆虐。

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天王星主要由甲烷,水和氨結成的冰構成,內部有著巨大的壓力,只是溫度高達4700℃,這個可以瞬間碾碎並燃燒生命體。

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冥王星這個曾經的行星,離太陽溫暖的懷抱有4,8億千米遠。不出意外的冥王星上,沒有生命的信號。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

目前為止,人們發現了和地球最為類似的行星,並將它命名為開普勒452b。這顆行星和地球體積相似,處於其母星的宜居帶,而它的母星開普勒452和太陽也十分相似,位於銀河系中距離地球1400光年的天鵝座。開普勒452b很大的可能性是一顆岩石星球。它的尺寸約為地球的1.6倍,擁有大氣層和活躍的火山,它被稱為地球2.0,是尋找地外生命的絕佳選擇。開普勒452b最迷人的一點在於它的年齡比地球要大15億歲左右,從它的身上,我們或許能夠瞥見地球未來的模樣。

地外生命探索之旅:金髮姑娘與水熊蟲

我們是全宇宙唯一的智慧生命形式嗎?這大概是全宇宙最孤單的問題了。

尋找地外智慧生命已經不僅是一項科學探索了,也是心靈上的慰藉,來源於我們堅定的信仰——那就是我們並不孤單。



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