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宇宙中真的存在地外智慧生命吗?(太空居士)  

2014-08-17 02:31:53|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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宇宙中真的存在地外智慧生命吗?

             太空居士

 

一、宇宙中“金发女郎”行星有多少?

在浩瀚深邃的宇宙中除了人类文明以外,还有其它文明存在吗?这是一个我们思索了千百年的老问题。对这个古老问题当我们跨入了21世纪,科学家们又做出了何种新的解释呢?

 

为了说清楚这个问题,我们最好先从什么是“金发女郎” 行星谈起。科学家认为“金发女郎”行星(即类地行星)就是适合生命生活的理想行星。科学家进一步指出:一颗“金发女郎”行星的运行轨道必须是圆形的,而且它与其中心恒星的距离应该为大约一个天文单位(即太阳到地球的距离),这颗行星的表面温度必须使水可以以液态形式存在。美国《全国科学院年报》提出:“宇宙各处生命的物理极限是基本相同的。生命的定义应是:可以自我复制,有能够通过自然选择进化的机制,可能是碳基分子构成的。参照地球生命,宇宙中生命存在的温度范围应在到零上之间。”

 

那么,宇宙中“金发女郎” 行星有没有呢?如果有的话,它又有多少呢?这是我们每个人都迫切想知道的问题。

我们看看在茫茫无边的宇宙中到底有多少颗恒星。美国天文学会曾宣布,根据“哈勃”太空望远镜1998年10月的观测发现,宇宙大约含有1250亿颗恒星,比1995年该镜探获的800亿颗又多出450亿颗。今年上半年国际天文学协会在悉尼举行的学术研讨会上,对上述发现又做出了新的更正:宇宙星空中的恒星数目为700亿与100万的平方相乘所得的积数。它比世界上所有沙漠和沙滩上的沙粒的总和还要多出10倍。这样一个巨大的数目,即使对于职业的天文学家来说,也足以使他们头晕目眩。领导澳大利亚国立大学进行这项研究的西蒙.德来佛教授说:这是目前所知道的恒星最精确的数字。当然这只是按照现有天文望远镜能力所及进行观察和推测的结果,实际上数目可能更大。

 

既然,在浩瀚无垠的宇宙中有这样多颗恒星,那么又有多少颗恒星拥有自己的“金发女郎”行星呢?离我们遥远的恒星先且不说,先看看我们自己所处的银河系吧。银河系仅仅是宇宙中一个普通星系,而太阳又仅仅是银河系2000亿到4000亿颗恒星中的一颗普通恒星。人类的摇篮地球仅是太阳系9大行星中一颗中等个儿的行星。那么,在银河系中,到底存在有多少个具有地外文明的星球呢?

 

现年70岁的美国加利福尼亚大学的天文学家弗兰克·德教授,在1960年曾经提出过一种用于计算银河系中可能存在技术发达的地外文明数目的权威方程式。现在他仍然坚信在他的有生之年,最终能等到地外文明向我们发出信号。按他的公式计算的结果:大约有一万个技术高度发展的文明星球散布在银河系的4000多亿颗恒星之间。

 

最令人欣喜的是:随着科技的发展,到了1994年出现了非常大的曙光,物理学家对于探测微小运动,可以通过研究恒星的光谱,光谱动使得谱线位移,谱线位移量就可以测出类地行星的存在,并精确到几十米。科学家非常高兴,当年就把这样的高新技术引入了天文观察中。

 

到今天,整整14年过去了,测量精度已提高到2至3米。现在已发现的230多颗太阳系外行星。虽然其中大多数是“类木行星”,但也有不少“类地行星”,也就是“金发女郎”行星。

 

那么“类木行星”与“类地行星”又有什么不同呢?我们知道:太阳系中只有两类行星:一类叫类地行星,一类叫类木(木星)行星。类地是具有岩态表面,而类木呢,则是气态表面。两类行星完全不同。物理上一个是岩石态的,一个是气态的。怎么造成岩态和气态的呢?原因是它们的质量不同。类地的质量就是类似于地球这样的质量;而类木就比类地的质量大得多。例如:四个类木的,木星、土星、天王星、海王星,最小的天王星、海王星,他们的质量也是地球质量的15倍。而木星则是地球质量的318倍。对于地球生命来说,类木行星不是宜居住的,因为它是气态的,生命没有落脚点。

 

最近,由于高新技术引入了天文观察,捷报频传。2006年1月,天文学家宣布发现了一颗遥远类地行星,这颗行星编号为OGLE-2005-BLG,其质量约为地球的5.5倍。它围绕一颗离地球2.8万光年、靠近银河系中心的普通红矮星运转。它是迄今发现的太阳系外行星中最小的之一,也是与地球最相似的。由于其红矮星非常暗淡,行星表面温度可能低达。

 

2006年3月,天文学家又发现了一颗类地行星,距离太阳有9000光年,新行星的质量与海王星相当,它的星核上也布满了悬崖峭壁,但它的大小是地球的13倍,其重力场的强度是地球的2倍。专家称,这颗行星是他们在太阳系外发现的最寒冷的行星之一,其表面温度达零下184摄氏度。

 

2007年1月,美国卡内基学会的一个研究小组发现格里斯876类地行星。格里斯876的质量约是地球的5.9到7.5倍。这颗新发现的行星的表面温度大约在205至400摄氏度之间。

 

2007年4月,欧洲天文学家宣布发现一颗新类地行星,行星编号为Gliese (吉利斯),位于离地球不远的天秤座,质量是地球的5.5倍,大小是地球的1.5倍。它围绕距地球大约20.5光年的编号为吉利斯581的红矮星旋转,距该红矮星的距离大约为地球距太阳距离的1/14。由于红矮星比太阳小得多、暗得多,也冷得多,科学家推测,这颗新行星的平均温度大约在0摄氏度至40摄氏度左右。在这种温度条件下,水可以保持液体状态,也比较适合生命生存。

 

值得重视的是,这一类行星的发现,启迪科学家认识到,虽然宇宙大自然绝少把行星置于从地球到太阳的距离,但这种行星并非没有。它增添了天文学家寻找可能已成为生物进化活动立足之地的“金发女郎”行星的勇气。推而广之,可以说“金发女郎”行星不仅存在于太阳系外,而且也不是孤立现象。

 

宇宙的奥秘无穷,正吸引着一代又一代有志者的孜孜探索。要想弄明白宇宙中到底有多少“金发女郎” 行星?如果按银河系中每百万颗恒星就存在一颗生命星球的几率计算,宇宙中就有7000万亿颗“金发女郎” 行星了。美国科罗拉多大学的生物化学家诺曼·佩斯教授说,在太阳系以外星球上找到生命的可能性,要远远大于在太阳系以内的星球上找到生命的可能性。“除地球之外,太阳系中其它星球存在生命的可能很小,而我们并不了解外层空间的情况,应该将触角伸向外层空间。”佩斯教授还相信一点:“生命是行星系的共有产物。”

 

二、“平庸原理”对所有的“金发女郎”行星都适用吗?

在茫茫宇宙中,地球上的人类建立的文明是微不足道的。因为地球文明是如此短暂,人类开始创造文明才不过几万年,发展科学技术不过几百年,探索航天技术不过几十年,这和地球年龄的46亿年、银河系年龄100亿至150亿年相比,真可称之为“沧海一粟”呢!

 

1952年,美国芝加哥大学化学系一个名叫米勒的青年学生,有一天突然萌发一个念头:既然生命物质由各种元素构成,因此各种元素在一定条件下就能产生生命物质。他把构成星球的最原始的物质甲烷、氨、氢、水气等混合在一起,然后模拟40亿年前的地球环境,如雷雨、闪电等。经过一段时间的实验,奇迹出现了!在试管的底部出现了一种淡红色的,能诞生生命的基本物质:氨基酸、糖和脂肪!

 

米勒的实验似乎证实了这样一种理论:既然地球上的物质元素与遥远星球上物质元素本质上是相同的,在宇宙中又存在着大量的与太阳系类似的星系,因而无论在那个星系的行星上,只要具有与地球相似的条件,生命就会诞生;而根据进化论的观点,在这种情况下,生命一旦产生,其由低级到高级,进而产生理性是完全可能的。这就是著名的“平庸原理”。1971年,在前苏联召开的有关国际会议上,坚信“平庸原理”的天体物理学家们根据有关理论得出结论:在银河系内大约有100万颗行星存在生命,其中约有百分之一已发展成为高级智慧生命。每两颗生命星球的平均距离为300光年。

 

据统计,在过去的几十年里,科学家已经对太阳系周围约80光年内的1000颗恒星进行了长时间的观测和搜索。这些探测结果虽然不很理想,但值得安慰的是,天文学家在广阔的宇宙空间虽然没有找到任何地外文明的痕迹,却也发现了100多种有机分子谱线,这些分子包括了能组成蛋白质与DNA的基本化学物质。而近年来一系列对太阳系内其它行星的登陆探测,也证明地外有机分子的存在。用我国北京天文台副台长南仁东研究员的话来说:“这就是说生命的种子早已漂浮在无垠的宇宙之中。而包括我们地球在内的所有行星,均在充满生机的太空里运行着。谁知道是不是彗星或者流星将这些种子,甚至将已有复制能力的分子植入地球呢?谁知道我们古老的先祖是不是舶来品呢?”

 

如此看来,绝对不能说宇宙中只有地球存活着生命。因宇宙浩瀚广阔,人类目前尚未找到地外文明,这仅仅只是时间问题而已。目前,虽有个别学者对是否存在地外文明尚有怀疑,但大多数专家的信念却日益弥坚。他们确信“平庸原理”必将是宇宙中这座雄伟的“智慧生命大厦”的奠基石。

 

现在发现与恒星距离相当1个天文单位的行星是可以办到的,但要发现与地球大小一样的行星,并能辨别它上面是否具备了孕育生命和生物进化条件已超出了当前望远镜的观测能力。科学家们相信,随着观测技术的进步和太空探索的深入,不仅能发现更多的行星系统,而且能发现更远、更多的“金发女郎”行星。

 

三、名噪一时的“费米悖论”已出现新的漏洞

“费米悖论”是由诺贝尔奖金获得者物理学家恩里科·费米在50年代提出的。“费米悖论”的论点是:如果外星智慧生命确实存在的话,那他们又在什么地方呢?50多年来这个悖论之所以具有说服力,是因为它是基于我们银河系的两个事实:一是银河系非常古老,已有约100亿年的年龄;二是银河系的直径只有大约10万光年。所以,即使外星智慧生命只能以光速的千分之一在太空中旅行,他们也只需1亿年左右的时间就可穿越直径10万光年的银河系,并飞临地球。而这个时间又远远小于银河系的年龄。这就是费米当年提出的根本不存在外星智慧生命的主要证据。

 

最近,伊利诺伊州费米加速器国家实验室的詹姆斯·博士在英国《新科学家》周刊上提出了一种新理论。安妮斯说,直到几亿年以前,我们的银河系还经常受到伽马射线爆发的辐射:死恒星碰撞和黑洞都释放出大量致命射线,使恒星间布满了咄咄逼人的“无形杀手”。只是到了最近,伽马射线的爆发周期才越来越长,从而为生活在太空中的智慧生命提供了繁荣发展的机会;并为他们提供了足够的时间间隙作星际旅行。这样外星智慧生命才有可能出现,并从自己居住的行星遨游到相当遥远的地方。这是费米当时没有考虑,也无法考虑的。新理论就能圆满地解释地球上之所以至今还没有外星智慧生命造访,是因为他们在有可能到达地球之前,就被伽马射线杀死了。

 

“没有找到证据,并不等于找到了不存在的证据。”因此,这一新理论的面世正好敲响了“费米悖论”寿终正寝的丧钟。认知无穷无尽的宇宙,探索地外生命和地外文明,依然是更多的科学家们孜孜不倦、锲而不舍的强烈愿望。最近《自然》杂志报道,加州理工大学的大卫-坎博纽教授和他的同事们利用哈勃太空望远镜观测到了,距离我们150光年的飞马座中一颗行星的大气层。这次成功的观测标志着人类在寻找另一个有可能存在智慧生命的“金发女郎”行星又迈近了一大步。更令人高兴的是,在这项研究中使用的技术可以帮助人们发现揭示地外生命存在的化合物。这样今后只需探测到这些化合物,就能确定生命是否存在,而不用登陆那些看不到的遥远行星。坎博纽教授满怀信心地说:“这一发现证明了像地球一样的行星比人们想象的要近。人类有望在2010年找到另外一个有生命存在的类地行星。”

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