生命的存在對環境有一定的要求,雖然在太陽系中的各大行星都繞著太陽運行,組成成分也大致相同,但是就唯獨地球表面上出現了生命。
甚至在宇宙中組成生命的元素、甚至是複雜的有機分子無處不在,但至今我們也沒有發現智慧生命、或者是被智慧生命發現、拜訪。
這說明有了相同的成分,環境不同生命也很難出現。而地球能夠出現生命,得益於它適宜的溫度、適宜的質量、大氣壓、空氣成分、液態水等等,這些生命必要的條件。
曾經在那個科學剛起步的年代,我們認為地球上的這些環境太過巧合和苛刻,認為地球就是宇宙的唯一,人類也是宇宙的孤兒,是宇宙意外的產物,並將我們的出現歸之於上帝之手。
但隨著科學的發展,人類視野的開闊,尤其是人類視野在上世紀20年代走出銀河系以後,發現了河外星系的存在,這時人類才真正認識我們生活的銀河系不過就是宇宙浩瀚海洋中的一座孤島;
首次認識到了到宇宙的廣闊以及物質的豐富,認識到了人類的渺小和不值一提。
在上世紀90年代,人類還做了一件非常偉大的事,為了規避地球大氣對觀天的影響,將一架光學望遠鏡發射到了地球軌道之上;
為了紀念埃德溫·哈勃發現了河外星系,開創河外天文學,因此這件人類最昂貴的望遠鏡以它的名字命名成為哈勃望遠鏡。
這架望遠鏡的升空直接讓人類的視野插上了飛翔的翅膀,通過哈勃望遠鏡對遙遠宇宙的觀察,我們看到了130億年以前宇宙的模樣,讓我們對宇宙以及天體、星系的演化方式有了深刻的理解。
除此之外哈勃望遠鏡還讓我們對宇宙中星系的數量有了一個初步的估算,在2012年NASA發布了一張哈勃極深場照片,是在天空中選定了一片看起來黑暗、空無一物的空間;
這片空間的大小僅占了全天空的1200萬分之一,只有滿月的面積的1/10大小,然後利用哈勃望遠鏡對這片空間經常了長時間的曝光,拍攝了下面這副圖片。
在這張照片中有大約有10000個星系,最古老的星系年齡有132億年的歷史,要知道宇宙才138億歲,這說明哈勃已經基本上看到了宇宙的第一批星系。
所以根據這張照片我們大致推算出宇宙當中包含了大約2000億個星系,每個星系都有類似於銀河系的大小,其中包含著很多恆星、行星,而這些行星中很可能有一些跟地球一樣能夠誕生生命。
我們對宇宙範圍的深刻理解,讓我們的宇宙觀產生了深深的變化,就算地球的環境很特殊、就算生命出現的幾率很低,但是如此龐大的基數,就導致了我們認為在宇宙中肯定還存在類似於人類的智慧生命。
所以就算是我們現在還沒有發現除人類以外的生命,但沒有一個人相信地外生命不存在,包括目前最頂尖的科學家。原因很簡單,宇宙太龐大了,什麼可能都會發生,如果只有地球有生命,這在科學上根本說不通。
因此人類一直在尋找它們,起初我們喜歡主動發射無線電信號,希望生命找到我們,但最後我們覺得這樣做很愚蠢;還有我們現在一直在捕獲可能的人為無線電信號,但無法排除背景噪音的干擾。
所以現在我們的主要工作就是尋找宜居的系外行星,這樣我們不僅能夠主動的發現地外生命可能存在的地方,也能為人類以後實現星際移民奠定基礎。
通過數十年的搜索,主要採用凌日法、視向速度法、微透鏡法等一些科學方法,人類總共發現了不低於4500顆系外行星;
在這些行星中有類地行星、類木行星、以及類似於海王星和天王星大小的超級地球。你可能關心的是,在這些行星中,有沒有和地球環境十分相似且宜居的星球呢?
當然有,最近發表在《天體生物學》雜誌上的一篇論文顯示,科學家重新列舉了一顆超級宜居行星應該的滿足的一些標準,並且按照這些標準重新對已經發現了4500多顆系外行星進行篩選,找到了最佳的24顆候選行星。
下面我們看下一個超級宜居行星(比地球更適合人類居住)應該滿足哪些標準:
這顆行星繞著一顆K級恆星運行。我們的太陽是一個G級恆星,它比K級恆星的質量更大,光度更強,但是其壽命稍微短一些只有100多億年的歷史。
從地球上生命進化的時間尺度40億年來看,身為G級恆星的太陽壽命就顯得有些短了,要知道人類剛出現到現在不夠百萬年的時間,目前的太陽已經年過中年;
再過10億年時間,由於太陽核聚變的加劇、光度的增強,地球會因為溫度過高不再適宜生存,而K級別恆星的壽命往往能達到200億到300億年,能夠支撐生命更長時間的進化。
所以像太陽這樣的G級恆星並不是生命誕生、進化的理想主恆星。
這顆行星的年齡大約50到80億歲。地球差不多就處在這個時間段內,行星太過古老的話,內部就會冷卻,導致行星地質活動不活躍,甚至是失去磁場;
行星太過年輕的話,一些都不穩定,很容易會發生一些比較大的地質災難或者是導致生物滅絕的天體撞擊事件。
這顆行星的地表溫度比地球高大約3攝氏度。在地球上很明顯熱地雨林的生物多樣性要高於嚴寒地區,在加上液態水、潮濕的氣候,這樣的環境更加利於生物的生存和進化。
這顆行星中的大氣有25% - 30%的氧氣水平,其餘大部分是惰性氣體。氧氣是生命的必需品,氧氣含量高一些,也對生物的進化有著至關重要的作用。
這顆行星陸水分散,淺水區、群島眾多。這樣的環境十分適合生命生存,連成一片的大陸容易造成乾旱。例如:地球二疊紀末期出現的超級盤古大陸,乾旱導致沙漠從內陸中心蔓延,導致生物苦不堪言。
這顆行星擁有自己的大衛星,質量大約是行星的1 - 10%,距離適中,在行星半徑的10-100倍之間。
地球的衛星月球對地球生命的進化不言而喻,很多生物利用潮汐效應生活、產卵。
這顆行星的體積比地球大10%,質量是地球的1.5倍。更大的星球能夠為生命提供更多的生存空間和資源,質量更大也能讓行星有更多的大氣。
滿足以上的所有條件,那麼這顆行星就算是超級宜居星球,很明顯這些條件比地球要好的多。而科學家篩選的這些行星雖說沒有一個能夠完全滿足以上的條件。
但每一顆行星在這些指標上的總體評分都要高於地球,也就是它們都比地球適宜生存,和生命的進化。
總結起來就是,它們比地球年齡更大一些、體積質量更大一些、更加濕潤、更加溫暖,而且主恆星的壽命更長。
所以科學家認為這些星球上存在生命的幾率很大,由於它們有些比地球更為古老,所以存在比人類更加先進的文明也是有很大可能的。
不過這些星球沒有一個離地球近的,都在100光年以外,想要去往這些星宿目前看來是不可能的,但是這些發現,可以幫助我們尋找外星生命。
未來包括NASA的詹姆斯韋伯望遠鏡,LUVIOR太空天文台和ESA的柏拉圖望遠鏡升空以後,我們能對它們進行更為廣泛的研究,測量它們大氣的成分,甚至是發現潛在的生命活動跡象。
總之,地球不再是生命唯一的選擇,這已經是鐵定的事了。在地球之外還有很多生命的天堂,未來等著我們人類去發現。
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