外星生命這是許多科幻迷非常感興趣的話題。在美國好萊塢科幻電影,外星人、星球大戰、阿凡達、2001太空漫游當中,有各種各樣人們想象中的外星生命形象。那么外星生命到底存不存在呢?他們會是什么樣的呢?
在講這個問題之前,作者首先給我們講了一個格林童話中金發姑娘與三只熊的故事。這個故事是這樣的,森林里的小屋住著熊爸爸,熊媽媽,熊寶寶一家三口,一天住在森林邊的金發姑娘在森林里迷路了,誤闖了三只小熊的小屋。三只熊都不在家,小屋里有三把椅子,三碗粥和三張床,又累又餓又困的金發姑娘選擇坐在了不高又不矮的椅子上,喝了碗不燙又不涼的粥,又倒在了不軟又不硬的床上睡著了。
在這里,作者認為,選擇最適合自己的東西是金發姑娘的本能,也是每一個生命的本能。想要尋找外星生命,就應該首先尋找適合生命生存的環境。這也是金發姑娘與三只熊的童話給天文學家們的靈感,這樣他們才提出了適合生命生存的,‘古笛洛克帶’的概念。
古迪洛克就是金發姑娘英文高低落詞的音譯,古笛洛克帶又被稱為適居帶,生命帶,或綠袋。
生命的存在首先需要靠恒星提供穩定的能量,但恒星的生生死死在宇宙中也是常見的事情,所以一顆恒星要在他的周圍行星上孕育生命,就得先保證自身的安全,讓自己位于星系中的古迪洛克帶中。以太陽系為例,它就位于銀河系的古迪洛克帶中。
銀河系的形狀像一頂不斷旋轉的草帽。太陽系位于草帽帽檐的中部,遠離了恒星最稠密的區域。對于生命來說,這里有相對安全穩定和適宜居住的環境。因為在太陽系所處的區域沒有超新星的劇烈爆發,也沒有吞噬一切的黑洞。離太陽系最近的恒星,比鄰星距離太陽也有4.2光年,由于恒星的密度比較低,因此沒有互相碰撞的風險,所以太陽系的這個區域就是銀河系中的一個古迪洛克帶。
在銀河系中,有若干個這樣的古迪洛克帶。這些區域都有生命存在的可能性。對于恒星周圍的行星來說,想要孕育生命,他們就得在恒星周圍的古迪洛克帶中。恒星周圍的古迪洛克帶簡單來說就是距離恒星不遠又不近,不冷又不熱的地帶。在這個地帶中運行的行星能夠接收到恒星釋放出的適當的能量。根據恒星大小溫度的不同,不同恒星的古迪洛克帶也有所不同。
以太陽來說,太陽周圍的古迪洛克帶大約是在距離太陽0.75到1.9個天文單位的區域,天文學上把太陽和地球之間的平均距離叫做一個天文單位。那么,地球恰好是在太陽系的古迪洛克帶靠中間的位置,很適合生命生存。不過地球上能有生命存在,除了地球位于古迪洛克帶距離太陽不遠不近,不冷不熱之外,還具備了以下三個重要條件。
第一,有充足的有機物存在氨基酸等有機物,是地球上生命的基礎。地球上的生物是從簡單的氨基酸開始,通過不斷合成與進化產生了蛋白質,DNA等復雜的有機物,才逐漸發展出了更加復雜的生命體的。
第二,有充足的液態水,地球早期的生命進化都是在水中進行的。對于生命來說,最重要的物質也是水,它構成了生命的基本單位,細胞生命體依靠水才能進行新陳代謝。除此之外,地球上適宜的溫度使得大量的水能以液態的形式存在,以滿足生命體的需求。
第三是長期穩定的環境,一般的生命只能忍受幾十度的溫度變化,溫度過高,蛋白質就會變性,溫度過低,液態水凝固了,有機體也會因為無法正常工作而死亡。除此之外,生命對于氣壓大氣,含氧量,水中或土壤中的酸堿度,嚴寒量等都有比較嚴格的要求。
從地球上最原始的生命誕生,距今已經有37億年的時間。在這段時間內,地球的環境雖然經歷了多次波動,也出現了極端的氣候。比如曾經出現了多次的大冰期,但在冰期到來之時,靠近赤道的一些相對溫暖的地方,總能給一些生命以安身之地,沒有導致所有的生物都滅絕。隨著冰期的結束,地球又重新恢復了生機,從而保證了生命進化的連續性。然而,在宇宙中,環境劇烈改變其實是很普通的事情,有很多星球的溫度,經常在短時間內波動,這是對生命極大的威脅。比如說水星白天太陽直射溫度可以上升到430攝氏度以上,到了晚上熱量迅速流失,溫度又會下降到零下170攝氏度以下。六百度的溫差讓水星像個人間煉獄一樣,生物根本沒有辦法忍受這樣的折磨。
地球環境長期保持穩定,靠的是地球的大氣層,地球大氣的厚度適中,因此白天的時候,太陽的能量不會全部都照射到地面上,溫度不會升得過高。到了夜晚,由于大氣中有適量的二氧化碳,甲烷等溫室氣體的保護,溫度也不會降的過低。
除此之外,大氣層還能阻止有害射線的入侵,能讓靠近地球的一些星際碎片直接被摩擦燃燒掉,并盡可能地降低落到地面上的隕石對地球生物的影響。
雖說只有長期穩定的環境才能讓地球上的生命欣欣向榮,但這并不意味著那些極端惡劣的環境下就絕對不會有生命存活。
比如在地球上的雪山,深海,極地荒漠等極端惡劣的環境中,就生活著一種生命力極其頑強的物種,水熊蟲。
如果說金發姑娘是地球上常見的嬌弱生命,那水熊蟲就是異常頑強,堅毅的忍者。水熊蟲的體型胖嘟嘟的,有人形容它像八條腿的熊貓,水熊蟲在全世界的水域都有分布,可是你卻很難發現它,因為他們是半透明的,身長也小于半毫米,你只能通過顯微鏡觀察到它們。水熊蟲最大的特點就是生存能力極強。在極端嚴酷的環境下,他們會收縮成筒狀。科學家稱之為休眠桶,從而讓他們存活下來。科學家們嘗試過用高溫嚴寒,高壓高強度,輻射高濃度,有毒氣體等各種方式來考驗水熊蟲,發現他們對于這些嚴酷的環境都有較強的耐受力。天文學家們還把水熊蟲帶進了太空,讓他們接受宇宙中各種極端環境的考驗,結果發現他們都能存活下來,它們的休眠桶甚至比人類的宇航服還要管用。這一發現就讓天文學家們對于地外生命的探索有了新的認識。
所以說,人類想要搜尋地外生命,除了要搜尋適宜生命生存的古迪洛克帶,也不能忽視古迪洛克帶外可能存在的有機物和有水的星球,因為那些星球上可能隱藏著像水熊蟲一樣頑強的低等生命......