为什么我们遇不到智慧生活呢?系外行星上是否有可能存在生命?

超自然现象探索官 2023-12-02 08:38:46

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在充满发现的二十世纪末,科学界发生了另一件事:两位天文学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛特宣布发现了第一颗绕类太阳恒星运行的系外行星——飞马座51 b。尽管人们此前曾怀疑其他系统中是否存在行星,但这一发现是新研究领域的第一步,也是现代天体物理学的中心任务之一。

人类不想在宇宙中孤独一人,很自然地,人们开始质疑其他星球上是否存在生命。与此同时,它们在“系外行星”这个新词出现之前就开始出现了——现在我们谈论的不仅仅是H.G.威尔斯的科幻小说,还有与之相关的科学理论。

外星生命意味着什么?

在文学和电影的共同努力下,大多数人一听到“外星生命”这个词,第一个联想就是一种外星正直的种族,有宇宙飞船、摩天大楼和高雅文化。尽管如此,我们应该记住,即使以地球的标准来看,我们的文明也是罕见的,而且有可能是独一无二的。

费米悖论指出,如果宇宙中存在高度发达的生命形式,它们必须在其漫长的发展历史中留下足够数量的痕迹,然而,这些痕迹是地球观测无法记录的。这些“痕迹”可以是无线电信号、外星探测器或宇宙飞船。然后事实证明,要么我们所能接触到的宇宙中不存在生命,要么我们对自然的观察和理解是错误的。也就是说,要么不存在高度发达的生命,要么我们的科技进步水平根本无法探测到它。

德雷克方程。

为了回应费米悖论,1960年,美国天体物理学家弗朗西斯·德雷克(Francis Drake)提出了一个现在被称为德雷克方程的表达式。根据现代计算,得出结论,遇到准备与其接触的文明的概率是0.6%,这本身就是一个极不可能发生的事件(虽然不能完全否认)。

所以,我们已经明白,简单的生活并不等同于智慧的生活。此外,事实证明并非所有生命都是多细胞的。也就是说,生命形式的范围从最小的细菌到巨型哺乳动物。

科学家如何在其他星球上寻找生命?

正如你可能猜到的那样,科学家无法在系外行星上找到生命,但他们可以找到我们所理解的具有生命必需条件的行星——也就是说,类似于地球上的行星。这些条件是所谓的宜居带的特征。

宜居带有自己的边界,它们是由水的冰点和沸点限制来指定的,这取决于撞击地球的辐射强度。如果行星离恒星太近,水就会开始蒸发;如果相反,进一步,则由于热量较少,温度可能会降至水的冰点以下。液态水是决定宜居带的一个重要因素,因为没有它,生命出现所需的大多数生化反应就不可能发生。

著名的插图显示了宜居带中心的大致位置取决于恒星的类型

然而,我们不能忘记,宜居区并不意味着良好的生活条件。第二个特征并不取决于行星在整个系统中的位置,而是取决于其表面的情况:大气的化学成分、构造活动和其他特征。

有趣的是,在我们的太阳系中,宜居带的中心与地球的位置并不重合。根据各种估计,它距离太阳0.98到1.97个天文单位,而我们的星球距离太阳大约1个天文单位。

超级地球与地球的比较(左)。

宜居带理论的主要缺点是我们只考虑那些适合陆地生命形式的条件——碳。也就是说,我们最初假设以一种或另一种形式居住在地球上的生物体与地球上的生物体相似。但这在研究系外行星时也有其优势。如果我们将其他恒星周围的行星视为未来的避难所或仅仅是人类文明的新前沿,那么宜居带恰好符合我们人类所需的条件。

潜在存在生命(或者更准确地说,适合类地生命存在)的行星相对较少。迄今为止发现的大多数系外行星都是气态巨行星。然而,还有一份由阿雷西博宜居行星实验室的科学家编制的此类“有人居住”行星的候选名单。在 60 颗潜在宜居行星中,大多数(36 颗)属于超级地球类别,也就是说,这些天体中的大多数质量约为 5 - 10 个地球质量,大小为 1.5 - 2.5 个地球半径。

潜在的宜居系外行星。

还有银河系宜居带的概念,这个概念在今天颇具争议:它基于这样的假设:星系内行星系统的位置应该会影响生命发展的可能性。然而,最近的研究表明,像太阳这样的恒星(即那些在太阳周围已经被实验证明存在生命的恒星)能够在银河系中长距离迁移。这一观察结果与银河系宜居带理论相矛盾,这种理论的本质已经丧失。

所以,综上所述,我们可以说,其他恒星的世界是多种多样、数量众多的,但我们能在那里遇到智慧生命,就像我们在科幻电影中经常看到的那样,概率极低。然而,寻找潜在的宜居行星使我们有机会在地球不复存在时找到新的家园。

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