《地外生命探索之旅》是一本系統介紹“天體生物學”的科普著作,作者路易莎·普雷斯顿是英國著名天體生物學家、倫敦大學貝爾克學院教授、英國宇航局極光計劃研究員。本書細致解答了外星生命是否存在,以什麽形式存在,人類在哪裏可能會找到外星生命,以及天文學家們如何尋找外星生命等問題。
宇宙中生命存在需要哪些條件?首先是有安全的環境和適宜的能量供給。這從《金發姑娘與三只熊》的童話引申出了古迪洛克帶的概念。古迪洛克帶,又被稱爲適居帶、生命帶或綠帶。
生命的存在首先需要靠恒星提供穩定的能量。一顆恒星要想在它周圍的行星上孕育生命,就得先保證自身的安全,讓自己位于星系裏的古迪洛克帶中。對于恒星周圍的行星來說,要想孕育生命,它們就得在恒星周圍的古迪洛克帶中。恒星周圍的古迪洛克帶,就是距離恒星不遠又不近,不冷又不熱的地帶,地球正是位于古迪洛克帶當中。
除了地球位于古迪洛克帶,距離太陽不遠不近,不冷不熱之外,孕育生命還具備了以下三個重要條件:
第一,有充足的有機物存在。氨基酸等有機物是地球上生命的基礎。地球上的生命是從簡單的氨基酸開始,通過不斷合成和進化,逐漸發展出更爲複雜的生命體。
第二,有充足的液態水。地球早期生命的進化都是在水中進行的。對于生命來說,最重要的物質也是水,它構成了生命的基本單位細胞,生命體依靠水才能進行新陳代謝。
第三,長期穩定的環境。一般的生命只能忍受幾十度的溫度變化,對于氣壓、大氣含氧量、水中或土壤中的酸堿度、鹽含量等都有比較嚴格的要求。地球在長期以來保持了相對穩定的環境,使生物進化得以延續。
長期穩定的環境適宜生命繁榮,但這並不意味著極端惡劣的環境下不會有生命存活。比如,在地球的一些環境極端惡劣的地方,生活著一種生命力極其頑強的物種水熊蟲。因此,不能忽視生命的頑強,在遠離古迪洛克帶的一些區域,也可能存在著一些低等生命。
人類已經開始了在太陽系內開始了地外生命探索,對行星和它們的衛星進行探索。
水星是離太陽最近的行星,因爲它離太陽太近了,上面的水和大氣都被太陽蒸發光了,晝夜溫差有600度,非常不適宜生命存在。
金星的大氣層太厚了,且96%都是溫室氣體二氧化碳,環境比水星還可怕。由于溫室效應,金星的地表溫度,不管是白天和夜晚,一直保持在400攝氏度以上,也不適于生命存在。
火星是最像地球的一顆行星,但表面布滿了冰冷的沙漠,地表的平均溫度只有零下55攝氏度。不過,探測車證實,火星上曾經有大量的液態水,如今地下也可能存在大量的冰,在一些溫度相對較高的區域,還可能有地下湖,因此很可能存在一些低等生命,天文學家們正在加緊搜尋。
太陽系的另外四顆行星木星、土星、天王星和海王星被稱爲氣態行星,又被叫做類木行星。類木行星距離太陽比較遙遠,遠離了古迪洛克帶,非常寒冷,沒有固體的表面,不適合生命生存。但人們在其中的一些氣態行星的衛星上找到了生命存在的迹象。比如,木衛二——歐羅巴、土衛二——恩克拉多斯,以及土衛六——泰坦。
木衛二歐羅巴上擁有大量的水,在厚厚的冰層之下是溫暖而廣闊的海洋,豐富的地熱資源可以代替太陽給生命提供能量。歐羅巴冰蓋下的海水長時間維持在非常溫暖的狀態,很可能也存在生命。土衛二恩克多拉斯也是類似的情況。
土衛六泰坦的情況則和上述兩顆衛星不同,它地表有著像地球一樣的沙丘、湖泊、海洋和流動的河流,以及和地球類似的陰晴雨雪等天氣系統。但泰坦上非常寒冷,湖泊、海洋、河流中的水都不是真正的水,而是液體的甲烷和乙烷。甲烷和乙烷能否代替水成爲生命存在的基礎是天文學家們正在研究的課題。
太陽系中的彗星雖不具備生命生存的條件,但卻含有地球生命起源的物質氨基酸,因此很可能是彗星給地球種下了生命的種子。
天文學家也在對太陽系外的地外生命進行探索,並在尋找太陽系外和地球類似的“超級地球”,並已取得了成果,比如1400光年外的開普勒452b,就和地球就非常像。並且這顆行星比地球要大15億歲,有機會進化出比地球上的人類更高等的生命。也有一些天文學家致力于接收外星高等生命發來的信號。比如說,美國的地外智慧生命搜尋計劃,也就是SETI。
天文學家們對是否存在外星智慧生命存在悲觀派與樂觀派兩種觀點。悲觀派認爲,地球很可能是智慧生命的孤島。不過更多的天文學家對找到高等外星生命還是持有樂觀的態度的。銀河系中行星的數量就可能多達4000億顆,存在著太多的可能性。
盡管還沒有找到外星高等生命,一些天文學家已經開始對外星生命的等級進行分類,分爲1型文明、2型文明、3型文明、4型文明、5型文明。地球人類還達不到最低等的1型文明。即便存在高級外星生命,他們也可能無法和人類交流。發現外星生命,並與他們交流,還需要人類大幅度提高人類科技水平,並做好准備。