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首次发现20年后


上千个行星,但生命在哪里?




在我们的太阳系中,木卫二、木卫三(木星的卫星)已被证明拥有广阔的海域,只不过那里的海洋由厚厚的冰层所覆盖。众所周知,生命(至少是人类概念中的生命)只能在水中生成。 (NASA)

在我们的太阳系中,木卫二、木卫三(木星的卫星)已被证明拥有广阔的海域,只不过那里的海洋由厚厚的冰层所覆盖。众所周知,生命(至少是人类概念中的生命)只能在水中生成。

(NASA)

1995年10月6日,日内瓦天文台(英)的Michel Mayor和Didier Quéloz两位天文学家发现了首颗太阳系外的行星。20年来,人们不断地发现着新的太阳系外行星(目前大约有近2000颗),但是没有在任何一颗行星上发现生命迹象。但话说回来,我们期冀找到什么?是小绿人儿还是细菌?

有人将两位瑞士科学家的发现比喻成哥伦布发现新大陆。但不同的是,人类至今还没能踏上这些陌生的星球。其实,这些行星大部分看上去更像是但丁笔下的地狱,而非生活的乐土。

但这并不重要。宇宙中不仅有无法支持生命存活的恒星,还充满着行星-这一事实的确认已经为科学研究打开了广阔的、拥有无限前景的探索空间。天文台和空间机构的投入足以证明系外行星是当前最重大的科研课题,而研究领域不仅涉及天体物理学,而且还涵盖化学、生物,甚至哲学的范畴-因为,研究的终极目标是要证明:我们不是浩瀚宇宙中的唯一生命。

一样的物质基础

物理定律是世界通用的。12种基本粒子在4种基本力的作用下生成物质并相互作用,在地球如此,在宇宙空间也一样-一个多世纪以来,所有的望远镜观测和实验室实验都证明了这一点。如果我们认为所有化学和生物学的基础物质都是由原子和分子构成的,那么我们就有一切理由去相信,它们的活动和结合定律也是放之四海而皆准的。另外,不能忘记的是:氢、碳、氧、氮、硅、铁-这些人体构成的基本元素,以及我们喝的水、呼吸的空气和站立的土地都属于宇宙空间中最常见的10种元素。

如果这些元素能够成功组合,构成人类躯体,为什么它们就不会在别的地方也创造出生命?在我们的银河系里,有千亿颗行星,难道就没有一颗能承载生命?更何况,银河系只是整个宇宙几十亿星系中的一个。

-生命之源

早前,科研人员已经发现火星上曾有流动水的证据。而美国航空航天局(NASA)也刚刚宣布,在火星上发现了现存的液态水(英)。这一最新发现,让探索外星生命再次成为焦点问题。在我们的太阳系中,木卫二、木卫三(木星的卫星)已被证明拥有广阔的海域,只不过那里的海洋由厚厚的冰层所覆盖,土卫二(土星卫星)的状况可能也同样如此。众所周知,生命(至少是人类概念中的生命)只能在水中生成。

“水分子是独一无二的。它实现了众多有机物质的运输,也是人体所需的磷、氮等无机成分的载体,”伯尔尼大学的学者Beda Hofmann解释道。“我们做过各种有关‘其他液体促成生命’的猜测,但至今没人能够证明,其他液体能像水一样拥有如此多样的生物化学环境。”

那益生元呢?这些以碳、氢元素组成的大分子是构成生命物质的“砖瓦”。而它们存在于陨石之上的事实也说明,它们能够在寒冷的太空真空中存活。对此,Beda Hofmann进一步明确道:“就算是进化程度最高的益生元分子也和最简单的活细胞之间存在着巨大差距。我们在陨石上观测到的,只能说是三砖两瓦,离盖好整座房子还差得很远。”

砖到处都是,水也很可能存在于很多行星,而且众多行星都在大量释放着能量:生命的基本成分其实普遍存在于宇宙。

超新星和火山

探索在继续

1995年10月6日,瑞士日内瓦天文台的两位天文学家Michel Mayor和Didier Quéloz发现了飞马座51b(英)。从那时至今,天文界已经确认了2000多颗系外行星的存在。它们分别被收录在欧洲或美国的行星列表中。而这些行星清单也越写越长。2015年,平均每3天就发现一颗新行星。

上面视频向我们展示了发现行星的两种主要方法:分别是径向速度监测和系外行星检测法。第一种办法是利用同光谱仪相连的望远镜来解析恒星发出的光芒。对于此类研究,日内瓦天文台拥有世界上最先进的仪器:它的两部北方高精度径向速度行星搜索器分别安置在智利和加纳利群岛。20年来,Michel Mayor的团队和其新生研究力量在系外行星的发现方面,一直保持着世界领军的地位。第二种系外行星检测法,则主要依靠欧洲的科罗(英,Corot)以及美国的开普勒(英,Kepler)两部太空望远镜的观测技术。

2017年,欧洲航天局还将推出瑞士小型太空望远镜CHEOPS(法、德、英)。有了它,人们可以通过监测径向速度,观测到已知行星的天体凌。在不久的将来,放弃了达尔文项目的欧洲航天局将转而同美国及加拿大合作研制詹姆斯·韦伯太空望远镜(英)。2018年,这一新设备将取代哈勃空间望远镜(英)。它的使命不仅仅是探测系外行星;它能非常精确地分析系外行星的大气环境,并捕捉来自那些遥远世界的、生命存在的信号。

Beda Hofmann对此深信不疑:“勿庸置疑,化学的发展方向是有机分子的复杂化。如果说地球是太空中生命的唯一所在,我会非常惊讶,至少会有微生物存在于别的地方。当然,要说到智能生命,那就完全是另一回事了。”

日内瓦天文学台的André Maeder 抱有和Hofmann同样的信念。这位天体物理学家于2012年出版了一本著作,书名《唯一有人居住的地球?》(法)颇具挑衅性。作者在书中列举了生命出现、发展,直到进化至人类现阶段水平的必要条件。最广为人知的一个前提条件就是:行星和恒星之间要拥有适宜的距离,以便行星温度能够保证液态水的存在。但这只是书中80多个前提之一,书中介绍的不少条件很出人意料。

André Maeder举了个例子:“所有人都知道火山爆发的危险。但是,火山对地球生命来说又是必不可少的。如果没有火山,大气中的二氧化碳浓度便会过低,温室气体排放也会减少,我们的地球就会变成一个冰球。”

文明的生与死

André Maeder拒绝承认自己是悲观主义者,在他看来,发现细菌确实比发现另一种生物文明的可能性要大。一种生物文明的发展,离不开时间和稳定的环境-而这两点因素也正是地球得天独厚的地方。太阳系里存在着像木星这样体积巨大的行星,它保护着地球,使其免受小行星的撞击。如果没有这颗巨大行星为地球“保驾护航”,地球每个世纪都会遭遇一次像白垩纪恐龙大灭绝那样的事件。

除此以外,距离也是一个因素:远眺太空,其实也是在远眺时间。如果一颗恒星距离地球2000光年,那我们所能看到的,就是它2000年前的样子。如果一种生物文明存在于某颗行星上,那我们怎么能不早也不晚,在正好合适的时间发现它呢?

“没人知道我们今天的技术文明能够延续多久,”André Maeder表示,“这个问题也会引起人们对于生态的思考。人们所期待的发展是不可能永远持续下去的,这一点毫无疑问,除非人类能够实现各种资源完全的重复再利用。再过10万年,我们无法再保持增长态势,因为资源会消失殆尽。”

Beda Hofmann的思考更加激进,她甚至在思忖:智能生命是否就是进化的巅峰?“也许在未来,智能生命会不复存在。消失与否取决于它是否能谱写‘成功故事’,而这一切都由进化说了算,”这位地质学家估计,100万年以后,地球的主人很有可能不再是人类,而是某种其他生命。


(翻译:郭倢), 瑞士资讯swissinfo.ch

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