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第17章 地外星球上的生命(2)

宇宙中的太阳系出乎意料的多,并且肯定是恒星正常演化的最高发展阶段。这个发现是一系列发现的第一个,非常可能在今后的几年内,我们将发现许多其他行星系。科学家们将不再满足于在类似太阳的恒星的周围搜索行星系。鉴于织女星的情况,现在在宇宙中有许多恒星可成为行星系的候选者。另一方面,如果在宇宙中有行星系的可能性越大,那么生命存在的机会也就越多。许多乐观派科学家认为:在宇宙中,生命肯定是非常广泛的。悲观派则相信:生命的出现是许许多多条件(例如对于恒星的确切位置,化学组成,大气……)巧合的结果。乐观派和悲观派都共同认为:许多灼热的恒星由于它们的高旋转速度因而不可能有行星。Iras的许多观测结果已证明:所有这一切都不是如此简单,应当进行稍微更有想象力的证明,已得到的信息显示出宇宙中存在碳基有机分子。因为,所有天文学家都一致认为宇宙中的生命以碳的化合物为基础。这个工作假设是合理的,因为能够构成非常复杂化合物的元素唯有碳。这些观测结果都已被认证。另外,通过研究特别荒凉、稀薄、非常冷的星际中心,在那里探测到的复杂的分子也仅仅是碳化合物分子。也有人设想过以硅的化合物为基础的一种生命形式,可是硅不及碳丰富,而且它的化学结合可能性非常有限;另外还有人设想存在一种晶体状生命形式,这种生命形式非常复杂,在晶体内部有着位错网络系统,它能吸取地震波之类的机械能。如果这种生命形式存在,由于很多理由,我们真的能发现它的机会是不多的,特别是因为它是在行星的内部或白矮星、中子星的内部发展。即使我们偶然碰到这种生命,与之联系也不可能有多大的价值。因此,比较令人满意的愿望是设想地外生命遵循一条和我们差不多的道路。这是世界上大多数天文学家,尤其是穿过宇宙追捕有机分子的许多射电天文学家作的估计。的确,世界上所有毫米波射电望远镜都将指向织女星以寻找这些具有生命的分子。这是基于这样一个事实,即所有的分子都发射或吸收毫米波辐射。这是由于构成分子的许多原子的振动和旋转运动的缘故。每种分子运动(旋转或振动)都对应一个不同的波长。最近,人们经常在星际中心发现这些有机分子。人们还以同样的方法发现了乙醇。某些星云可能含有相当于10~28滴烧酒中所含酒精量。将来也许会在织女星的圆盘中寻找酒精。

织女星是一颗年轻星,它只不过存在了10亿年,与我们太阳系的45亿年相比,还是一个孩子。如果形象地比拟,则能够说它是处于相当于地球上刚出现第一批厌气细菌的太古代。然而,今天我们没有一个人说织女星系具有与我们的太阳系相同的演化,我们更完全知道这两颗星的结局将是不同的。织女星的质量比太阳大60倍,燃烧得比太阳快。在10亿年期间,在变为白矮星之前,它将变成一颗美丽的红巨星。但它的行星系统将在此以前很久已经改变了。如果在织女星上存在生命,则生命也将已消失,或在灾难性的结局来临之前,已做好了迁移到另一个行星系上的打算。是否如此?我们是否的确是宇宙中的唯一者,或应当对众多的邻居予以重视?

这方面的信息可能已经包含在Iras的观测结果中了。人们正迫切期待着科学家对这些观测资料的分析结果。

揭秘“欧罗巴”

金星温度太高,不可能有生命存在,人们最寄希望的火星,经过“海盗”

号与“火星探路者”的实地考察,存在生命的可能性也很小。

于是,科学家将目光转向另外一个天体:行星中的老大哥——木星。

木星是太阳系行星中的巨无霸,它拥有16颗卫星,其中比月亮还大或相当的卫星就有4个,它们是伽利略1610年发现的,分别被命名为“伊欧”“欧罗巴”“甘尼美德”“加里斯托”,即木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。最大的木卫三直径达5200千米,几乎有火星那么大。

木星及其卫星成为科学家最关注的天体之一,是因为从许多特征来看,它实际上是一个小太阳系。木星的组成几乎和太阳一样,主要是氢和氦,其中氢占75%,氦不到25%,余下不到1%是重元素。另外一个特点是木星实际上是颗小恒星,木星向外辐射的能量是它接受太阳能的2~3倍,它时常有很强的能量爆发,星际探测器“先驱者10号”与“先驱者11号”曾先后飞经木星,它们在远离木星1亿千米之外就可测出来自木星的能量爆发。第三个特征就是木星大气的温度不能与太阳相比,但“先驱者10号”测得它高层大气达127益,低层大气达430益,而在这样轨道上的行星的正常温度应是-130益。这些发现,更增强了科学家对木星是两颗小恒星的看法。

木星本身是颗气态行星,由于它没有一层“壳”,也不可能存在液态水,所以木星本身诞生生命的可能性不大。既然是把它看成是一个小型太阳系,重点考察的当然是它的卫星,特别是4颗大的卫星。4颗卫星中“欧伊”和“欧罗巴”是岩石结构,表面有冰层,有大气层,有强烈的火山活动,这一点已被“探索者”号行星探测器发回的大量照片所证实。正因为如此,这些卫星才更加令科学家神往,前几年为此而发射了“伽利略”号行星探测器,它的主要任务就是考察木星的几颗大卫星。

美国科学家最近对“伽利略”号宇宙探测器发回的“欧罗巴”(木卫二)的照片分析后认为,“欧罗巴”上不仅存在着冰,而且在1米多厚的冰层之下是一片显红色的海洋,在海洋之上除了冰层之外,还有延绵几千米大小的冰山。

这是人类在地球之外第一次发现存在海洋的星球。正因为“欧罗巴”上有水,有大气,有0益以上的温度,有一个以岩石为基础的外壳,所以,美国宇航局的科学家认为这颗卫星上很有可能存在生命。

“欧罗巴”的情况和早期地球诞生生命之初的情况有些类似,要说少点什么的话,那就是缺少阳光。远在约8亿千米之外的太阳显得那么苍白,无法给它提供足够的能量。但这个问题由木星提供的辐射能和本身的地热能是可以解决的。自从人们在地球上的大洋深处发现了以地热泉为能量来源的生命系统,以及在南极冰川下面的沃斯托克湖发现了封闭的生命系统之后,更坚定了“欧罗巴”上可以产生生命的看法。

“欧罗巴”上的生命也许已经产生或正在产生,但也可能还要等若干亿年之后才能产生,这个要等人类登上“欧罗巴”之后才能下结论,但“欧罗巴”

棕红色的原始海洋里,原始有机物的积累肯定已经开始很长时间了。原始有机物可以由木星辐射与“欧罗巴”上层大气的相互作用而产生,它们沉积在原始海洋中,木星的4颗大卫星从里到外依次呈现由红到灰的颜色变化,就是这种有机物积累不同造成的结果。

当然,目前对“欧罗巴”的看法并没取得完全一致的意见,即使美国宇航局内仔细研究过有关木星及其卫星全部资料的专家,也只是对“欧罗巴”上可能存在生命持谨慎态度。但不管怎么说,在太阳系中又找到一处与地球早期环境类似的地方,这本身就是一项意味深长的发现。

“核生命”存在吗

恒星是一颗颗炽热的“太阳”,人们一向认为那里是不可能拥有生命的。

然而,不久前这种传统的想法遭到了挑战!发起挑战的是一种叫宇宙核生命的理论,是由一位法国天文学家弗朗克·德拉克提出的。他认为,在各种恒星里中子星不像普通恒星那样是炽热的大气球,而是由致密的中子熔体组成。

它的表面也不像太阳那样包围着弥漫的气体,却具有由铁原子核组成的类似固体的外壳。这种铁核外壳有时候会破裂,内部会有一些中子流溢出表面形成几毫米高的“高山”。

你也许会想,几毫米多么微不足道啊,称得上高山吗?是的,地球上的几毫米是微不足道,可中子星非常致密,中子星上的几毫米,就好比地球上上万米高的“山脉”了。除了出现“高山”之外,中子星喷溢出来的流体,还可能形成蒸汽云,上升到距中子星表面15米高的地方,这便是中子星的大气层。

弗朗克·德拉克认为,在这样的条件下,核生命便有可能诞生了。在核力的支配下,使一些基本粒子产生新的组合,当它的结构越来越复杂,并渐渐地自成一体时,便形成为生命,甚至演化成为一种能够繁殖的、有智慧的、能与周围环境发生有组织有关系的智能生命。不过弗朗克推测,它们的身高不会超过千万亿分之一厘米,是通常的显微镜都无法观察到的。它们的存活时间,若以我们的标准看,也是非常短的,只有千万亿分之一秒。如果说从地球形成到人类出现用了46亿年的话,在中子星上出现有智慧生命的时间只需万分之一秒,他还认为核生命可以用酌射线代替无线电进行通信呢!

弗朗克的意见,大胆而显得有些荒诞,但却大大地开拓了我们的思路。不久前,美国纽约大学的科学家们也提出,除了这种建立在核力基础上的核生命以外,宇宙中也许还有建立在引力基础上的“引力生命”。

探索“井蛙”

在我国古代,有一则寓言叫《井底之蛙》。故事讲的是一只自小就生长在一口废井里的青蛙,以为它的井底就是整个世界,并对一只来自东海的大鳖自鸣得意地夸耀它的这个世界有多么美好。直到当它听到大鳖鱼讲述大海之辽阔无限时,才惭愧地意识到自己的见识是多么浅陋。

我们在探测外星世界的过程中,其实也一直在重复着井蛙的错误。尽管我们比井蛙聪明,已经意识到自己见识的浅薄,但就像那只井蛙在没有听到大鳖讲述之前想象不到大海是什么模样一样,我们无法想象宇宙中的其他外星人可能具备哪些不同于我们的特征,所以也只好用地球环境和地球人来推测外星人。

科学家把这种推测称为平庸原理。

平庸原理以地球的特征和条件作为样板来推断外星世界。它假定外星人和我们一样,是由碳、氢、氧组成的有机化合物构成的,甚至还假定它们具有和我们十分相近的外貌;又假定一个拥有外星人的天体,必定是一个具有适宜的温度条件(一般介于0~100益),拥有液态水和拥有含游离氧的大气,及其他一些类地环境的天体等。而这些假定,正是我们在运用地球这个的宇宙绿岸公式,作为去分析讨论哪些天体可能拥有智慧生命的基础。

那么,宇宙绿岸公式是怎么回事?

科学家认为,茫茫的宇宙就像是无垠的水漠,那居住着高等生物、特别是拥有高度技术文明的生物的星球,就像是浩瀚沙海中的几片孤零零的、被相互隔绝开来的绿洲。

1960年,美国天文学家弗兰克·德拉克正是从这个含义出发,提出了一个有趣的“绿岸公式”。这一公式认为,宇宙中拥有高度技术文明的天体的数目N,可由以下系列因素的乘积求得。即:N=R伊Fp伊Ne伊Fl伊Fi伊Fc伊L。

公式中一连串相乘的符号,分别代表恒星的平均诞生率、有行星系统的恒星、行星中的“地球”、有生命的行星、有智慧生命的行星、具有星际通信能力的行星和高技术文明可能存在的时间等。

根据对上述各项因素的估计值,德拉克计算出银河系中可能拥有高技术文明的天体是2484颗,占银河系总数的千万分之二点五。也就是每1000万颗恒星中,可能有2.5颗高技术文明天体。比例是如此之小,这就难怪我们在费尽了九牛二虎之力后,仍然无法回答在宇宙中哪里才有外星人的问题。

然而,不同的研究者,由于对各因素的取值有不同的认识,所以其结果也各不相同。继德拉克之后,美周着名作家阿西莫夫则根据他自己提出的另一个取决于更多因素的“绿岸公式”,求出银河系中高技术文明天体,在每100万颗恒星中,有2.8颗存在与人类一样的智慧生命。

事实是否真是这样呢?或许外星人知道了,真会嘲笑我们是井底之蛙呢!

探索地球以外的“化学人”

几十年以前,人们认为只有我们居住的地球才是宇宙间唯一有生命的地方。

现在则不然,随着人类对生命的化学本质的认识和对宇宙的探索,人们认为,地外很可能还存在生命,因为像地球这样的行星在整个宇宙中绝不是独一无二的,仅就银河系而言,这样的星球就有3000亿~4000亿个。

自从1959年物理学家菲利普·莫里森等提出搜索地外生命以来,到目前至少有8个国家进行过50次以上的搜索,这些搜索的无线电信号每天以光速传向太空,现已充满了直径大于80光年的太空球体(1光年是光在1年中所越过的距离,大约为9.6万亿千米)。

但是,由于搜索设备还不够先进,在发射信号持续时间的长度、灵敏度、频道数、信号类型等方面,还受到诸多限制。

1990年,美国国会通过决议,每年拨款1000万美元,进行为期10年、以探索地球以外智慧名为“塞提”的计划。它使用一种以物理和数学的普遍原理为基础的星际世界语(如圆周率和勾股弦定理等),应用美国航天局的外层空间网络的34米天线,以1000~10000兆赫范围内的近5亿个频道进行全空间的搜索,这一空中搜寻所包括的频率空间至少比以往的全部探测要多1000倍,灵敏度约高300倍。同时,还将应用现有最大的射电天文望远镜,对离地球100光年的特定目标进行探测,对这些特定目标的控测信号,其频率范围为100~3000兆赫兹约20亿个频道。这样,“塞提”计划就可探测出距离地球100光年乃至更远的宇宙信息,并能以每秒钟自动处理几百个频道的速度,对来自外层空间的各种微弱的、彼此相近的信息进行处理,一旦发现有地外智慧社会发射来的信号,就能很快地识别出来。

这个计划的主要目标不但要探索地外究竟有没有比人类更高级的生命,而且还要寻找今天关于生命起源理论的证据。例如,宇宙中各个星球如果真是从大爆炸以后形成的,那么,有没有星球现在还在进行化学元素的合成?星际有机分子是怎样形成的?从古气候到出现生命的基础分子,如氨基酸、核苷酸等“前生物化学”阶段,现在是否还在某些星球上进行着?如果是的话,则将证实一切生命均起源于化学,不论是地球人,还是地外人,大家都是“化学人”。

这个探索所需时间是相当长的,“塞提”计划准备可能有一天会在相隔几代人之间进行对话。

人类给外星人的信物

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