假如宇宙中存在另一個“地球”

文/楊　陽

探索·科技

假如宇宙中存在另一個“地球”

文/楊陽

美國宇航局（NASA）發(fā)布消息稱，天文學(xué)家確認(rèn)發(fā)現(xiàn)首顆位于“宜居帶”上體積最接近地球大小的行星（代號為開普勒-452b），這是人類在尋找另一顆“地球”的道路上的重要里程碑。“宜居帶”是指行星距離恒星遠(yuǎn)近合適的區(qū)域，在這一區(qū)域內(nèi)，恒星傳遞給行星的熱量適中，既不會太熱也不太冷，能夠維持液態(tài)水的存在。開普勒-452b位于距地球 1400光年的“天鵝座”方向，體積只比地球大60%。公轉(zhuǎn)周期為385個地球日，比地球繞太陽一周的時間多出5%。目前，開普-452b的質(zhì)量和組成還不清楚。根據(jù)之前的研究推測，像這樣體積的行星是巖石行星的可能性較大，還可能擁有厚厚的大氣層和大量的水，還有可能至今仍然有活躍的火山活動。它從恒星上接受的光和太陽光類似，理論上可以供植物進(jìn)行光合作用，從而奠定生命存在的基礎(chǔ)。NASA表示，由于缺乏關(guān)鍵數(shù)據(jù)，現(xiàn)在不能說開普勒-452b究竟是不是另外一個“地球”，只能說它是“迄今最接近另外一個地球”的系外行星。如果人類真的發(fā)現(xiàn)了另一個“地球”，那么那個星球上也會有生命甚至有像人類一樣的智慧生命嗎？

另一個“地球”上一定有生命嗎

1952年，美國芝加哥大學(xué)化學(xué)系的一個名叫米勒的青年學(xué)生有一天突然萌發(fā)一個念頭：既然生命物質(zhì)由各種元素構(gòu)成，因此各種元素在一定條件下就能產(chǎn)生生命物質(zhì)。他把構(gòu)成星球的最原始的物質(zhì)甲烷、氨、氫、水等混和在一起，然后模擬40億年前的地球環(huán)境，如雷雨、閃電等。經(jīng)過一段時間的實(shí)驗(yàn)，奇跡出現(xiàn)了！在試管的底部出現(xiàn)了一種能誕生生命的基本物質(zhì)——氨基酸。米勒的實(shí)驗(yàn)似乎證實(shí)了這樣一種理論：既然地球上的物質(zhì)元素與遙遠(yuǎn)星球上的物質(zhì)元素本質(zhì)上是相同的，在宇宙中又存在著大量的與太陽系類似的星系，因而無論在哪個星系的行星上，只要具有與地球相似的條件，生命就會誕生；根據(jù)進(jìn)化論的觀點(diǎn)，在這種情況下，生命一旦產(chǎn)生，其由低級到高級，進(jìn)而產(chǎn)生理性是完全可能的。這就是著名的“平庸原理”。

但是另一些科學(xué)家不同意這個觀點(diǎn)，他們認(rèn)為，地球上演化出生命，是由于許多偶然因素造成的。比如天文學(xué)計(jì)算的結(jié)果表明，如果地球現(xiàn)在的軌道只要小5%，在地球形成的早期階段，就會發(fā)生強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，地球上的溫度的上升足以將所有的海洋都蒸發(fā)干凈。而如果地球離太陽的距離再遠(yuǎn)1%，那么地球的平均溫度將會在-50℃左右。在那樣的環(huán)境中，不可能演化出任何生物。在地球的外側(cè)，有一個巨大的木星，其質(zhì)量是地球的300多倍，體積則是地球的1300多倍。木星像一個天然的屏障一樣，以其巨大的吸引力，吸走了許多本來應(yīng)該撞到地球上的大大小小的天體。如果沒有木星的保護(hù)，地球遭受外來天體撞擊的次數(shù)要比現(xiàn)在高100 倍-10000倍！在那種情況下，人類是不可能生活在這個星球上的。此外，如果沒有月球，木星的巨大引力就會使地球傾斜過大，同樣會造成無法控制的溫室效應(yīng)或者冰川作用，地球上的液體水也就不可能存在了。還有，更加神奇的是，地球大氣中的含量恰到好處。科學(xué)研究表明，如果氧氣的含量高于25%，地球的大氣層就很容易發(fā)生天然火災(zāi)的爆炸；如果氧氣的含量低于15%，大部分高級生物就會因窒息而死亡。然而，幸運(yùn)的是，至少從哺乳動物出現(xiàn)以來，地球大氣中的氧氣的含量就一直保持在21%左右。不僅如此，大氣中的氧氣和臭氧層還像保護(hù)罩一樣，濾去了太陽光中的紫外線，從而成為地球上一切生命的保護(hù)傘。如果沒有臭氧層的保護(hù)，不僅地球上不可能演化出如此豐富的生物，而且即使有了生物，也會被紫外線殺死。可以說，地球上有生命是一種“得天獨(dú)厚”的幸運(yùn)。有科學(xué)家認(rèn)為，即使在宇宙中有另一顆行星與地球十分相似，也不一定能有這樣的幸運(yùn)。

另一個“地球”上存在智慧生命的概率

地球的年齡是45億年左右。人類存在的時間大約是600萬年左右。如果把地球的年齡化為24小時計(jì)算，在24小時的地球歷史中，人類在最后3分鐘才登場，最后的1分10秒，現(xiàn)代人類出現(xiàn)。因此，地球上出現(xiàn)人類這樣的智慧生命是很短暫的時間。在茫茫宇宙中，地球上的人類建立的文明是微不足道的。因?yàn)榈厍蛭拿魇侨绱硕虝海祟愰_始創(chuàng)造文明才不過幾萬年，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不過幾百年，對外太空的探索不過幾十年，這和地球年齡相比真可謂“滄海一粟”！所以即使開普勒-452b上存在生命，即使按照“平庸原理”，低級生命可以進(jìn)化成高級生命，甚至進(jìn)化成智慧生命，但在那個星球上存在與我們地球上類似的智慧生命的概率還是極小的。

外星生命什么樣

由于新發(fā)現(xiàn)的開普勒-452b的塊頭比地球大，即使開普勒-452b上存在生命，這些外星生命的模樣和形狀也和地球上的生物完全不同。科學(xué)家認(rèn)為其他行星上的生命也必須遵從進(jìn)化論，必須努力適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件，由于另一個“地球”的類型是如此不同，所以如果這些天外行星上真的有外星生命存在，那么這些外星生命將會顯示出難以置信的生物多樣性。

美國科學(xué)家對系外“地球”上可能存在的外星生命的模樣進(jìn)行了大膽猜測：如果系外“地球”也像地球一樣長滿了各種植物，那么這些植物的形狀和顏色將和地球上的毫不相似。因?yàn)樵S多恒星的發(fā)光并不和太陽完全一樣。例如紅矮星是銀河系中最常見的星體，紅矮星發(fā)射的大多數(shù)是紅外光，而一顆熾熱的白色或藍(lán)色恒星通常會散發(fā)出大量紫外線。位于這些恒星系統(tǒng)的“地球”上的植物，它們的光合作用必須適應(yīng)和利用這些不同類型的光。地球上的植物都長著綠葉子，因?yàn)樗鼈儠仗柕狞S、紅、藍(lán)3種光，并反射對它們毫無用處的綠光。而在一顆光照能量很弱的紅矮星系統(tǒng)，那兒的植物必須有效利用所有波段的光線，所以它們將不會反射任何光線，因此那些植物的顏色將大多是黑色的。

科學(xué)家預(yù)測，如果系外“地球”的重力只有地球的一半，那么該星球上的動物將可能會長到8層樓那么高，該星球上的植物和樹木的高度則可能會超過50米。譬如一種類似長頸鹿的外星生物，就可能會長到25米高！相反，對于那些重力是地球兩倍的系外“地球”來說，如果上面也擁有外星生命，那么該星球上的陸地動物都將長得非常結(jié)實(shí)矮小，并且肌肉強(qiáng)壯，大型動物可能只有在海洋中才能生存。而該行星上的樹木將會長得像灌木叢一樣矮小，你在整顆行星上都不可能看到一棵參天大樹。