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原標(biāo)題:探尋“地外生命”之謎
不久前,來自劍橋大學(xué)、哈佛大學(xué)、芝加哥大學(xué)以及蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家們宣布成立“生命起源聯(lián)盟”,計劃探索生物體的化學(xué)和物理過程以及適合支持其他星球生命的環(huán)境條件。他們認(rèn)為,對火星、木星的新探索成果,以及韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等觀測設(shè)施的進(jìn)步,將有力支持人類對于“地外生命”的探索。
地球以外的宇宙真的存在生命嗎?地球上的生命從起源、演化至人類文明出現(xiàn),用了38億到40億年時間。1979年,美國科普作家艾薩克·阿西莫夫在《地球以外的文明世界》一書中猜測,在其他恒星周圍應(yīng)該也有行星環(huán)繞,因此也可能有生命存在。但他認(rèn)為由于距離太過遙遠(yuǎn),人類或許永遠(yuǎn)無法回答是否存在“地外生命”。
隨著觀測儀器越來越精密,1995年法國上普羅旺斯天文臺首次直接觀察到太陽系以外的行星,此后更多的系外行星被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。迄今,人類在太陽系外發(fā)現(xiàn)的行星總數(shù)已超過5000顆,其中大約70顆的質(zhì)量與地球非常接近。也就是說,它們有可能像地球一樣,存在可以維持生命的生態(tài)系統(tǒng)。隨著探索的深入,如使用斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡,人類的視野可以拓展到整個銀河系。美國加州理工學(xué)院一項(xiàng)研究成果認(rèn)為,銀河系內(nèi)共有約1000億顆行星,其中至少170億顆的體積與地球相當(dāng)。天文學(xué)家估計,可觀測宇宙中星系數(shù)量最少有2000億個。
地球上包括人類在內(nèi)的任何生命,都是由氫、碳、氧、氮、硫、磷等基本元素組成的。其中氫和氧結(jié)合形成的水,參與了生物體內(nèi)所有的生理生化過程,碳是所有生命的骨架,氮、硫、磷是組成生命復(fù)制、密碼傳承的主要元素??茖W(xué)家通過光譜觀察發(fā)現(xiàn),這些元素在可觀測宇宙中處處存在,具有相同的化學(xué)性質(zhì)。而且,它們都是經(jīng)由相同的天體物理過程形成的:宇宙中的氫元素都是在宇宙大爆炸中形成的,而其他元素都是在恒星內(nèi)部的核合成過程中形成的。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),水作為比熱容最大的液體之一存在于行星表面,對于維持適合生物生存的溫度環(huán)境至關(guān)重要。碳的化學(xué)性質(zhì)在元素周期表上更是獨(dú)一無二,它能在化學(xué)上自我結(jié)合,或與其他元素結(jié)合而形成無數(shù)化合物。水和碳是生命存在的基本物質(zhì)。因此,我們有理由相信,如果在宇宙其他角落存有生物,其生化過程也是可以被人類所認(rèn)知的。
雖然人類迄今還沒有發(fā)現(xiàn)任何“地外生命”,但仍在進(jìn)行不懈的探索?;鹦呛偷厍蛞粯?,都是位于太陽系宜居帶的行星。確認(rèn)火星上是否存在生命,可以首先突破我們對地球生命在宇宙中具有唯一性的哲學(xué)認(rèn)知和科學(xué)觀察。更引人注目的計劃是,人類使用探測器對木星或土星的冰衛(wèi)星進(jìn)行探測,在這些衛(wèi)星的地下海洋搜尋生命的“蛛絲馬跡”。
迄今,人類發(fā)現(xiàn)的系外行星大多數(shù)為類似土星和木星的行星,若其冰衛(wèi)星的地下海洋中存在生命,則可極大增加宜居行星的數(shù)量。近日,歐洲航天局“木星冰衛(wèi)星探測器”發(fā)射升空,該探測器將開啟為期8年的奔赴木星的旅程,以探尋木星的冰冷衛(wèi)星中是否存在生命棲息。
從哪里來、到哪里去,是人類生命的重要議題。通過探尋“地外生命”之謎,人類也可以加深對自身的認(rèn)識,形成更開闊、更深遠(yuǎn)的時空視野,找到可持續(xù)發(fā)展之道。
(李一良,作者為香港大學(xué)地球科學(xué)系天體生物學(xué)副教授)
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