外星生命

沉落湖心

如果真的有“外星人”，无论它们是以智慧生命还是以简单得多的有机体形式存在，地球人都会对它们穷追不舍。告诉你一个好消息，随着科技的进步，在我们的太阳系和其他“太阳系”里寻找生命迹象，如今已不再是哲学家和科幻迷的梦想，而是一种切实可行之举了。

    大约在6年前，科学家采用一种叫作“多普勒探测”的技术，发现了第一颗环绕与太阳类似的恒星运行的行星，它的大小与土星相仿，而且其运行轨道靠近其母星。到现在总共发现了80多个这样的恒星--行星系统，而且肯定会有更多的这种系统将被发现。

    2001年，科学家利用“哈勃”太空望远镜，在一颗环绕恒星 HD209458运行的大行星的大气层里发现了钠元素，这不仅显示太阳系外的行星和地球一样有大气层，而且还标志着地球人对太阳系以外行星的科学探索进入了一个崭新境界：地球人在本土即可对太阳系外的行星进行分析。也可以说，地球人自2001年开始，已能够发现并同时探索太阳系以外的世界。

    迄今为止，所有已知的太阳系外的行星都是气态大行星，在这些行星上都不大可能存在生命。事实上，这些大行星中有的很可能根本就不是行星，而是一种被称为“白矮星”的衰亡恒星。令科学家感兴趣的是地球的“孪生兄弟”—--太阳系外那些和地球一般大小、围绕类似太阳的恒星运行、气候温和(水在那里既不结冰也不沸腾)的行星。然而，对“哈勃”望远镜来说，它们实在是太遥远，以至太小而不可见。举两个例子：假设有一位天文学家能在距离太阳最近的另一颗恒星的轨道上观察太阳，那么太阳将只是一颗普普通通、毫不起眼的恒星，亮度只有在地球上看上去的几十亿分之一；如果能在距离地球50光年的地方看地球，则地球将只是一个暗淡的蓝色小圆点。由此可以想象，太阳系外的行星更遥远、更难见。因此，尽管天文学家坚信太阳系外应该存在像地球一样生机勃勃的行星，但怎样才能找到它们呢?

    最近，美国航空航天局批准了“开普勒”太空望远镜计划。从 2006年开始，“开普勒”将监测地球附近的大约10万颗恒星，着重观察它们的微弱光暗变化。当环绕它们的行星阻挡了母星的部分光线时，母星就会出现这种变化。具体而言，“开普勒”的工作方法是探测“凌日”现象。一个非常著名的例子，是在18世纪时就有人观察到了“金星凌日”现象，即金星的小圆盘状影子遮住了太阳的一部分“脸面”，从而使太阳看上去略微变暗。与此类似，如果一颗恒星每经过固定的时间间隔，就略微变暗并持续数小时，就表明有行星在环绕它。

    如果“开普勒”计划进展顺利，那么到2010年时，另一种探测工具将投入使用，这就是被称为“类地行星发现者”的一架太空望远镜。它将采用一种叫做“干扰”的技术，其原理是：“删除”来自母星的一部分光线，减少来自母星的强光对行星视线的影响，使电子望远镜能拍摄到在环绕母星的轨道中运行的光线很暗弱的行星。欧洲航天局也有一个与“类地行星发现者”相似的计划，叫做“达尔文”。该局在其“达尔文”计划的网页中说，“在地球附近的恒星周围寻找行星，就好比在距离一座灯塔1000米远处，辨别灯塔旁边的一支小蜡烛发出的微弱光线。”

    这真是一大挑战，不过的确值得尝试。

    环绕其他恒星运行的行星距离地球十分遥远，达许多亿光年。光年是指光在一年里走过的距离，即大约9．5万亿千米。即使在“类地行星发现者”眼里，与地球相似的行星看上去也是极小、极暗弱的。那么，如何才能对它们作更多了解呢?

    一个微不足道的光点，可能就会讲述出其家园——行星的长篇故事，因为包括该行星大气层气体在内的化学物质会“触摸”光线，并在光线中留下其“指纹”。通过分解光的频带，绘出光谱——就像雨后美丽的彩虹，科学家就能找到这些“指纹”，从而了解该行星大气层的化学组成。

    金星和火星的光谱显示，它们的大气层中富含二氧化碳。而在地球的光谱中，明显有臭氧和水蒸气的“指纹”。科学家将利用这类线索，来寻找环绕其他恒星运行的行星存在生命的化学证据。

    如果生命在某个行星上广泛分布，该行星的大气层就应当显示出生命存在的迹象。正如你呼出的气体与吸入的气体相比含有更多的二氧化碳和较少的氧一样，一个行星上所有生命的“总呼吸”会改变其大气层的化学组成。如果此行星上存在大量生命，这些改变就可能大得能被察觉。这是个简单的假定。然而，“外星人”的呼吸究竟会是什么样子呢?在找寻“外星人”时，地球人应该搜寻哪些气体呢?“类地行星发现者”在探测遥远的类地行星时，将集中搜寻那些简单气体，诸如氧、臭氧、甲烷和水蒸气。

沉落湖心

氧气是生命存在的一个良好指针。氧及臭氧将是天体生物学家首先关注的目标。如果没有生命，氧在岩质行星上应该非常罕见。虽然即使没有生命，紫外线也能将水蒸气分解成氢和氧，从而产生少量氧，但这些氧会被行星表面的岩石和矿物质的氧化反应迅速耗尽。此外，火山气体也会与氧发生反应，将它从大气层中除去。事实上，仅仅是地质过程就很不利于氧的积累。因此，富含氧的大气层就失去了化学平衡，也就意味着某些“活跃因子”——即进行光合作用的生物——在不断地补充大气层中的氧。比如，如果没有生命存在，地球大气层中氧的浓度就不可能达到 20％。

    在搜寻外星生命时，科学家关注的第二个目标是甲烷。地球生命在诞生后的大约10亿年间，很可能还没有进化到能产生光合作用的时期。那时，地球上的霸主是微型有机体，它们利用自地球内部泄漏的气体中的能量，产生甲烷等副产物。因此，在与早期地球的地质结构类似的行星上，较高的甲烷水平可能就代表着生命的存在。但与氧相比，甲烷是一个更加模糊的指标，因为地质结构与地球大不相同的行星纵然毫无生命，也能产生大量甲烷。

    有关太阳系外行星的其他细节——诸如其大小、与母星的距离、二氧化碳和水蒸气含量以及反射率等——都将有助于科学家准确解释所发现的甲烷和氧是否与生命存在有关。这些指标都能通过“类地行星发现者”和其他天文望远镜的观测来加以测定(至少可以估计出来)。

    上述思路中的一部分，已经在惟一已知有生命的行星——地球上得到了检验。1990年，“伽利略号”飞船在前往木星的途中借助引力时，曾经过地球。当时，“伽利略号”上携带的传感器探测到地球大气层中高浓度的氧和甲烷，还探测到了地面上的叶绿素。叶绿素能吸收可见光谱末端的红光，它是指示生命存在的一面“红旗”。可惜的是，“类地行星发现者”无法探测到行星表面上的叶绿素，因为行星大气层中的水蒸气在“类地行星发现者”眼中是不透明的，因而“类地行星发现者”就发现不了它下面的行星表面。但是，即使看不见叶绿素，一旦“类地行星发现者”发现氧和甲烷的迹象，也能初步证明外星上可能存在生命。

    一旦“类地行星发现者”发现某个类地行星的大气层中有大量氧和一些甲烷，就说明该行星可供居住，因而这将是一个非常重大的发现。但这就能证明真的存在外星生命吗?要知道，在科学发现中最重要的是实证，尤其是在谈论地外生命时更需要确凿的证据。不过，天体生物学家认为，就算只有大量氧和少量甲烷的证据也是十分诱人的。

    天体生物学家在搜寻地外生命时，时常提醒自己不要以地球为中心。事实上，外星生命完全有可能与地球上的生命有着本质的区别，这也是对天体生物学家(更不要说科幻小说迷)想象力的最激动人心的挑战。如果生命的进化的确是像达尔文等学者所说的那样，即由随机变异和自然选择来确定，地球人又怎能期望外星生命在外形上与地球上的一样呢?其实，恐怕一点都不相像。科学家认为，“外星人”的“体格”应由其“父母星”上的环境而定。如果“父母星”上的大气很稠密，则“外星人”可能在外形上会像气球；如果“父母星”上的引力很强大，那么“外星人”的大小可能就只相当于地球上的昆虫。

    即使“外星人”是普遍存在的，我们也可能只能意识到其中很少数的存在，因为很多“外星人”的外形都是我们所无法想象的，我们也无法同它们沟通，或许它们生活在大洋深处，从不显露自己的真面目。

    其实，地球人早已在另一个行星上寻找过地外生命。1967年，美国的两艘“海盗号”飞船曾登陆火星，每艘飞船上都配备有微型生物实验室。飞船搜集的火星尘土被用来进行了一系列实验，包括暴露在低湿度下、水滴中和营养液里。当时的生物学家认为，如果火星尘土中有微生物，实验仪器就应该能检测到它们的新陈代谢过程。尽管仪器最终未能发现火星尘土中有微生物存在，但有些科学家却指出，这仅仅是由于寻找是按照地球微生物的标准进行的，而不一定表示火星尘土中就真的没有微生物。

    地球人对地球生命的认识也在不断改变和加深。最近，科学家在美国爱达荷州一处温泉的深处发现了一群生活得很昌盛的微生物，它们是细菌的一种古老亲戚，通过把岩石中的氢和二氧化碳结合起来以制造能量，因而完全不依赖阳光而存活。它们像地表生物一样数量众多。换言之，它们组成了地球地壳内的一个完整生物圈。

沉落湖心

有些研究者推测，类似的生物圈也存在于其他行星的地壳内，条件是某个或某些行星上也有地质活动来提供所需的氢。不过，如果想发射携带探测器的飞船，并让探测器钻入其他行星地面下几十乃至上百米深处寻找生命，决非近期内可行主事。

    科学家指出，在推测外星生命与地球上的生命之间的区别时，应该慎之又慎，尤其是在比较 DNA(脱氧核糖核酸)等大分子时更应该如此。举个例子，有人猜测，硅——沙石的主要成分和碳的近亲可能构成外星生物的生命根基。但外星生命的化学组成也可能与地球生命截然不同，因而现在还令人无法想象。因此，要在火星或别的行星上寻找生命，有些科学家认为派机器人去比派人去更合适，因为机器人不存在什么“成见”。目前已设计出的一种机器人，能用 X射线对岩石进行三维扫描，寻找其中有别于矿物质的复杂结构，哪怕不打开岩石，也能看见岩石中由若干个细菌组成的菌群。

    幸好，如果要有生命存在，就可能要有某些化学方面的限制条件。因此，氧和二氧化碳等简单分子在外星生命中所起的作用，就应该和在地球上的相同。比如，某个行星上存在以硅为根基的生命，它们也可能进行光合作用，因而该行星大气层中也会有氧气。如果地球人去到那里，可能会发现这里的生命在外形上与地球生命相去甚远，但二者的某些化学组成却可能是相同的。

    如果存在简单的外星生物，那么存在外星智慧生命——“外星人”的可能性又有多大呢?科学家在这方面的期望值并不高。地球上最简单的生物看来是在大约40亿年前出现的，当时，地球经历了小行星和彗星的大碰撞，地壳终于冷却下来。而最简单的多细胞有机体是花了近30亿年时间才出现的，因此可以推测，要出现复杂的生命须跨越几大障碍。

    科学家们知道，即使最终只能找到最简单的外星生物，其意义也十分重大，因为它将从另一个角度揭示生命的本质。另外，如果外星微生物最终被证实与地球上的同源，则暗示陨星是星球间的生命使者。

    但愿总有那么一天，地球人将捕捉到“外星人”的气息。再下一步，就是建造更大型的太空望远镜，更清楚地观测类地行星，从而让科学家能看见它们的表面地貌——比如大陆分布——和该行星的季节变化。也许，到2020年，地球人能发射一艘星际空间探测器，前往太阳系外的类地行星作实地考察，发回能证明“外星人”存在的无可辩驳的证据。

    证据只属于有耐心的人。即使运用最先进的推进技术，探测器要到达距离地球最近的恒星也需几十乃至上百年时间。但为了要回答一个已被地球人叩问了成百上千年的意义深远的重大问题——“真的有外星人吗?”，哪怕百年的等待或许也不算太漫长。就算寻找“外星人”的努力最终被证明是“徒劳”的，地球人也不必气馁。毕竟，我们的太阳还将照耀地球很长很长时间，因此生命种子必将能从地球向整个银河系以及更远处散布。所以，即使生物现在只存在于地球上，谁也不能否认它有朝一日将遍布宇宙。换言之，即使没有“外星人”，地球人也能创造出真正的“外星人”。

peak

我就是外星人，对外星球来说～

德国疯子

原帖由 peak 于 2005-9-4 11:52 发表
我就是外星人，对外星球来说～

你是外星咸鱼，为地球人来说$不错$