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宇宙中有著大約1000億個星系,每個星系包含著大約1000億個恆星。許多恆星擁有繞著它們旋轉的行星,那麼我們怎樣在這浩瀚的空間中找到生命呢?這簡直就是海底撈針。

我們集中注意力在可以支援生命的星球——所謂的宜居星球,那麼,這些星球是什麼樣子的呢?如果要來回答這個問題,我們無需把眼光放在外太空而是反觀自身——我們的地球。因為這是宇宙中我們所確定能支援生命的唯一一個星球,當我們從太空觀察地球,我們會看見一個藍色的水之世界,它表面的四分之三被海洋覆蓋。其實並不是出於偶然,由於水獨一無二的化學和物理特性,使得它是生命不可缺少的物質。正是如此,我們才會對同樣有著豐富水源的星球而激動異常,幸運的是,水在宇宙中是非常普遍的。

但是生命需要的是液態水,不是冰塊,也不是蒸汽。這樣的話,情況就沒那麼樂觀了。行星若要有液態水存在於其表面,有三件事是很重要的:第一,這個行星需要有足夠的體積,以防止使水分子逃逸到外太空的重力,比如說火星,它比地球體積小,因此重力更小,這就是為什麼火星僅有一層薄薄的大氣表面卻沒有海洋的原因。第二,這個行星需要有大氣層。為什麼呢?因為沒有大氣層,行星就處於真空狀態,而液態水在真空中是不穩定的。例如,我們的月球沒有大氣層,所以如果你將水灑在月球上它要麼會沸騰蒸發掉,要麼會凍結成冰塊,沒有大氣層的氣壓,液態水也難以“生存”。第三,行星需要與恆星保持一個合適的距離,太接近恆星,其表面溫度會超過水的沸點,海洋將會蒸發。太遙遠的話,其表面溫度又會低於水的冰點,導致海洋結冰。無論是冰還是火,都無法滿足我們所知的生命所需的生存條件。

(水星就是屬於典型的冰火兩重天,晝間溫度高達432℃,夜間降至-172℃)

現在你能想象到,液態水的“完美區域”是個圍繞著恆星的環形地帶,我們稱這個環形地帶為“宜居帶”。所以尋找宜居星球時,我們當然想要把目光放在宜居帶內,繞著恆星旋轉的行星上面,那些地區最有可能找到像地球這樣的行星,不過,儘管宜居帶是尋找地外生命的良好開端,但是我們仍然會碰到一些麻煩。

(地球完美得坐落於金鳳花區域,即智慧生命可能得以出現的地帶)

首先,一顆行星在宜居帶內並不一定代表它就是宜居的,拿我們太陽系內的金星作為例子,如果你是個外星天文學家,你會認為金星是個很適宜生命繁衍的地方,它大小適中,擁有大氣層而且它在太陽系的宜居帶內,一個外星天文學家會將它視作地球的雙胞胎兄弟。但是金星並不適宜生命存在,至少在它的表面是這樣或者說不適宜我們已知的生命形式,它太熱了。這是由於金星的大氣層充斥著二氧化碳,是一種重要的溫室氣體,事實上,它的大氣層幾乎全是二氧化碳而且其厚度比地球大氣層要厚100倍,造成的結果就是金星上的氣溫高到足以融化鉛塊而且整個星球乾燥無比。

所以發現那些大小適中並且與恆星距離合適的行星僅僅是一個開端,我們同樣需要了解它們的大氣成分當更進一步探索,我們碰到尋找地外生命的第二個麻煩是在過去30年,我們在所有極端環境中都發現了微生物的存在,在我們腳下的巖縫、海底岩床的沸水、地熱溫泉的酸性泉水、我們頭頂幾英里上方滴落的雨水裡,這些所謂的極端環境其實並不罕見。一些科學家估計生活在地下的微生物的數量跟所有生存在地球表面的生物的數量差不多,這些地下微生物不需要海洋或者Sunny。這些發現表明類地行星可能僅僅是天體生物學冰山的小小一角,有可能生命就頑強地生活在火星地表以下的含水層內,微生物可能在木星的衛星——歐羅巴上繁衍生息,在歐羅巴的冰層下可能存在液態水海洋。另外土星的衛星——土衛二地表下的海洋是其間歇泉的水汽來源,而間歇泉能滋養微生物的生命嗎?我們能夠穿越時空去發現問題的答案嗎?

(衛星歐羅巴,即木衛二,表面冰蓋下隱藏著液態水海洋,是極有可能誕生生命的地方)

在未發現的生命形式中,有依靠除了水以外的其他液體存活?可能人類才是在不同尋常的極端環境中生存的“瘋狂生物”,可能真正的宜居帶的範圍相當巨大,如同在海底有無數的針可撈。可能在整個宇宙的大設計中,地球僅僅是眾多不同種類的宜居世界中的一種,找到這些問題答案的唯一辦法就是走向那無垠的太空,去勇敢地探索!

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 觀漢居士- Amy H. Fann-TED-Ed

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  • 為什麼要建空間站 中國空間站是啥模樣