宇宙间究竟有没有另一个“地球”?
天文学家已经在我们太阳系之外发现了数十个潜在的宜居的行星。
这样有很大的机会会首次发现外星生命。或者,可能会开发出许多地方可能可以成为我们的移民地。
你或许会觉得大部分类似地球的星球,都会列在我们移民清单的首选吧?毕竟,这些星球都有我们所需的一切。水、土地、大气、数万亿的生命构成了全部。
但根据小部分的研究学者表示,宇宙里有比地球更大、更好的星球-它们被称为“超级地球”。
超级地球是我们银河系中最常出现的星球。自从2009年起,克卜勒太空望远镜已经发现了约4000颗系外行星。
其中有30%是超级地球,而这些超级地球的百分之几在其所在恒星的宜居区域内运行。
这称为Goldilocks Zone(宜居带),在这里的星球表面温度仍可让水保持液态,不会太冷也不会太热。
有些超级地球或许不像地球一样为岩石地表。比较大的可能是大部分是由氢气和氦气组成,如木星和土星,而这些对生命并不太友好。
但事实上,天文学家仍在收集更多数据。与此同时,让我们来 探索 在岩层表面又宜居的超级地球上的生活会是如何吧!
液态水只是一个开始。
这些星球的半径几乎可以是地球半径的两倍,并且质量可以高达其数十倍。研究人员认为,所有这些额外的质量可以使超级地球成为理想的居住地。那是因为更大的星球具有更强的引力。例如超级地球柯卜勒20b,它将近是地球的两倍大、10倍重。这会让星球表面的重力增强三倍。较强的引力意味着星球可以保留更多的空气分子并形成较厚的大气层,这对于防止有害的空间辐射非常有用。而且与地球相比,它上面的山丘会更快地被侵蚀并留下相对平坦的地表。
听起来可能很无聊,但科学家们认为这个现象可能在超级地球上产生了数十个浅岛屿。而反过来说,这些地方可是生命产生和进化的最佳地点。
就像在我们的地球上,海洋接近岸边的浅滩是生物多样性最高的地方,这样的“群岛世界”或许会对生命有极大的好处。
还有另一个问题,就是要离开热带会极度困难。
在柯卜勒20b上的离开速度需要是地球上的两倍,这就意味着我们需要有更多的燃油到达目的地…
举例来说,类似于阿波罗登月计划的任务将需要两倍的燃料量。或者,火箭需要只能搭载一小部分的载货量。例如,SpaceX的Falcon Heavy可以像地球轨道发射5万公斤的载货量。而在柯卜勒20b这种超级地球只能发射40公斤的载货重量。这大概是一只德国牧羊犬的重量而已。
这也足以说明,要离开超级地球会是个很大的挑战。
但如果它看起来像这样,你真的会想离开这里吗?直到我们能造访这个地方,我们永远无法得知。
目前人类无法离开地球,最远也只能去到月球上转悠一会就回来了,恶劣的太空环境与有限的 科技 水平限制了我们的脚步,无法去往更远的地方进行 探索 。
被限制在地球上的人类,目前只知道宇宙中 只有地球出现了生命 ,在我们的认知中,地球生命是唯一的,人类文明也是唯一的,这种唯一意味着人类几乎就是世界上的主宰,但同时也让大多数人都会心生一种孤独感。
宇宙那么大,我们却只能跟随着地球在银河系小小的角落中漂浮着,宇宙再大对我们而言也毫无意义,为了寻找生命存在的意义,我们开始 探索 宇宙 ,想要在宇宙中找到别的生命甚至文明,想要与他们交流,学习更多的知识。
虽然人类被困在宇宙中,但是我们还能通过各种方法观测宇宙,想要从浩瀚的星海中找到宇宙的秘密和生命存在的可能。
我们今天的主角 格利泽581g ,就是一颗 很可能拥有生命的星球 ,甚至有科学家认为上面绝对存在着本土生命。
越来越多的科学家认为, 宇宙中必然存在其他生命 ,因为地球上就有生命的存在,对于科学而言,任何现象都是有可能复现的,简单来说就是有一就有二。只要生命能在地球上诞生,就必然能在别的环境相似的星球上诞生。
更何况,宇宙空间实在太大了,星球与星系不计其数,若是把地球称其为“独一无二”的特殊存在,那未免太过盲目狂妄。
如果我们能够准确知道生命的诞生过程,我们就能分析生命诞生的原因 ,并以那些原因为条件,在宇宙中寻找符合条件的星球。但是目前为止 我们还没能准确知道生命起源的原因。
一开始科学家们认为地球生命是 在地球形成初期,海洋被地核的高温加热成热汤,海洋中的氨基酸分子在高温下发生剧烈且快速的变化反应,在无数次变化反应中,氨基酸分子合成了蛋白质,然后这些蛋白质聚集在一起,形成了第一个单细胞生命体。
但是此前科学家们在 探索 太空的过程中,在宇宙中漂浮着的 小行星或陨石 等天体上,经常能发现 构造复杂的氨基酸分子 ,甚至有些氨基酸分子已经十分接近蛋白质的组成结构。
科学家们认为,宇宙中漂浮着的氨基酸很可能属于一种常态,因为在众多的天体运动中, 氨基酸大分子其实也是一种常见产物 ,于是科学家们觉得,也许组成地球第一个单细胞生命的氨基酸,其实是 来源于宇宙 ,也就是生命的真正源头其实是其他星球,我们很可能都是外星人。
如果宇宙中漂浮的氨基酸能在地球上形成生命,那么它必然可以在相似的星球中重复同样的事情,在宇宙中像地球一样的行星数量接近无限,无论生命产生的可能性再低,在接近无限的数量级面前,也必然会再次重现。
而且陨石中既然有可能带有复杂的氨基酸,那么当然也有可能带着休眠的生命细胞, 也许生命体在宇宙中过于常见,以至于组成它们的基本单位在宇宙中随处可见。 而且我们知道,就连地球上的生命—— 水熊虫 ,也能在太空中以休眠状态存活很长一段时间。
也就是说, 生命直接来到地球再开始演化 ,这个可能性其实并不低,而且这也意味着,生命在宇宙中是一个十分普遍的现象。
科学家们认为, 在可观测宇宙中,拥有生命的星球至少超过一千万颗 。于是人类就带着这个简单的期望,开始在宇宙中寻找所有可能存在生命的星球。
生命存在的方式可能有很多种,地球上所有的生命都属于 碳基生命 ,因为构成生命的主要元素是由 碳元素 转化而成的有机物,但是宇宙那么大,什么样的生命形式都有可能,也许以氢气为基础的气态生命,以硅元素为基础的硅基生命,都有可能存在。
但是人类无法想象也无法理解那些生命是以何种方式存在的,所以我们只能以自身为参考,寻找有可能存在碳基生命的星球,因为别的生命形态即便存在,我们很可能也无法与之交流,所以当然是优先寻找碳基生命。
既然以自身为参考,那么我们当然就要总结目前地球的条件:
①地球有太阳提供稳定的光源,并且太阳的太阳风还为地球挡下了许多伤害性极强的宇宙射线,所以我们判断生命的存在 需要拥有一颗稳定的恒星 ;
②太阳系中,地球属于第三颗行星,距离太阳不远也不近,因此地球的温度比较适宜生命的繁衍,离得远的行星都变成大冰块了,离得近的行星也变成大火炉了,而 生命的存在十分依赖温度的稳定。
因此科学家们根据地球所在的位置,计算出恒星周边适宜生命存在的生命宜居带,所以我们主要 寻找存在于生命宜居带中的行星。
③在太阳系中,除了太阳持续给地球提供热量与保护,其他行星也为地球上的生命出现提供了帮助,这其中最为重要的就是 木星 ,它以强大的引力捕捉了大部分进入到太阳系的小行星,并且还时常震荡,将小行星带中的冰块小行星甩到太阳系内部, 为地球提供了充足的水资源。
④ 地球的体积 ,地球的体积不大不小,如果体积太大,那么它的重力将压垮一切生命,也会像木星一样捕捉大量的小行星,这种情况下,地球不可能还可以有生命出现。如果体积太小,那么地球将无法吸引住大气层,地球表面将会与月球一样,只有真空。
科学家们以这些条件,开始寻找所有单恒星系统中位于恒星生命宜居带的行星,而且这颗行星的质量必须与地球相差不大。
直到今天,科学家们已经找到了三十多颗符合条件的星球,其中 格利泽581g,是科学家们认为最有可能存在生命的星球,也被称为超级地球。
格利泽581g是格利泽581星系的第六颗行星,直径为地球的1.2到1.4倍,质量为地球的3.1到4.3倍,与格利泽581星系恒星的距离不到1000万公里。
知识渊博的读者们应该知道,地球与太阳的距离其实有 一亿五千万公里 ,是格利泽581g的 15倍 ,那为何科学家还是认为格利泽581g会拥有生命呢?
其实是因为格利泽581星系的恒星是一颗 红矮星 ,它比太阳这颗黄矮星要暗一些,温度也要低一些,因此根据恒星的条件变化,恒星的生命宜居带也会随之变化。
它距离地球约 20.5光年 ,如果使用人类目前最快的飞行器—— 旅行者一号 ,前往格利泽581g,将会需要 35万年 才能到达。
如果只看行星的条件,格利泽581g的确是有可能孕育出生命的,首先 它所在的位置属于生命宜居带 ,这意味着它的温度不会很高,也不会很低,而且 还能得到恒星的保护。
然后它的 大小与地球相似,质量比地球高三倍左右 ,这意味,它的重力会比地球大,但并不会大太多,在这样的重力环境下,它的大气层将会与地球高度相似。
根据科学家们的观察, 格利泽581g是一颗被恒星潮汐锁定的星球 。
所谓的潮汐锁定,其实就是地球与月球的关系一样,月球被地球的重力牢牢绑定,导致月球无法产生自转,只能在地球的重力下围绕地球公转,于是月球就会永远只有一面面对着地球,每公转一次,月球同时也自转了一次。
格利泽581g与恒星的状态同样如此,所以它将不会有白天与黑夜的变化, 它的一面永远处于白天,另一面永远处于黑夜 。除此以外,潮汐锁定也使得格利泽581g永远不会有四季的变化。
科学家根据观察和计算,认为 格利泽581g很可能会拥有大气层 ,而且它的大气层构成与地球应该会很像,所以它很有可能拥有 二氧化碳 ,然后出现一定的温室效应,在二氧化碳的保护下,格利泽581g的平均温度很可能会在 零下37 ~零下12 。
再配合上它的永昼与永夜的情况,白昼的一面温度一定会相对较高,反之背面温度也会比较低, 所以在昼夜交接的位置,必然会存在一个温度适宜的地带,这将有可能孕育出生命。
格利泽581g的重力很可能会形成大气层,如果大气层足够浓密,那么在大气流动时,正面的热量将会被带到背面去,于是格利泽581g将会出现 热量平衡 ,也就是说,也许不仅限于在昼夜交接的地方,整个星球有可能保持一个比较适宜的温度。
以前科学家们找宜居生命的星球时,一般都只能在几百亿光年外的恒星系中找到适宜的星球,但随着技术发展,距离我们更近的宜居星球也渐渐被发现,这意味着在宇宙中,类似地球的行星不在少数。
于是科学家们提升了宜居生命星球存在的可能性, 重新计算到银河系中可能存在数十亿宜居行星 。生命存在的可能性将会大大提升。
目前我们的 科技 水平还不足以完全获取到20亿光年外行星的信息,科学家们也无法断言格利泽581g上一定存在大气层甚至生命, 但是随着我们 科技 的发展,我们一定可以看清格利泽581g的真面目,甚至有可能前往那里 探索 生命的存在。
随着人类对宇宙的 探索 ,以及宇宙中存在生命的可能性提升,我们相信以后一定能遇到地外生命甚至地外文明,届时我们将必须面临一个问题—— 如何与地外生命交流 。
著名科幻小说 《三体》 就曾描绘过一个黑暗森林的宇宙环境,在宇宙中由于交流太过困难,于是所有的文明都只能选择与其他文明开战,宇宙就是一个无比巨大的战场。
但现实并不一定像小说描绘的那样发展,比如我们人类在对待外星文明时,大部分人都是抱着一种好奇且友善的态度。对于能够证明自己并非孤独的外星文明,我们并没有攻击它们的必要。
但是宇宙中仅仅是生命的出现就已经低到难以发现,演化出文明的生命更是低概率事件,病毒与细菌已经在生命出现的时期就已经存在,演化了三十亿年也还是那样, 文明并不是生命的唯一演化方向 ,因此如果能找到同样演化出文明的星球,也许两者之间只会存在惺惺相惜的感情吧。
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