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宇宙這麼大,外星生命形態可能超乎我們想像!


動物探秘上期我們談過費米悖論的問題,再給新來的讀者囉嗦一下,費米悖論」隱含之意是,理論上講,人類能用萬年的時間飛往銀河系各個星球,那麼,外星...

- 2020年12月15日02時15分
- 科學文摘 / 動物探秘

動物探秘

上期我們談過費米悖論的問題,再給新來的讀者囉嗦一下,費米悖論」隱含之意是,理論上講,人類能用100萬年的時間飛往銀河系各個星球,那麼,外星人只要比人類早進化100萬年,現在就應該來到地球了。換言之,「費米悖論」表明了這樣的悖論:A.外星人是存在的——科學推論可以證明,外星人的進化要遠早於人類,他們應該已經來到地球並存在於某處了;B.外星人是不存在的——迄今為止,人類並未發現任何有關外星人存在的蛛絲馬跡。

類地行星


銀河系大約有2500億(2.5 x10^11)顆恆星,但是在可觀測的宇宙內有幾乎同樣數量的星系——對應每一個銀河系的恆星,就有一個巨大無比的星系。可觀測宇宙內則約有700垓(7 x 10^22-7 x

10^24)顆。即使智慧生命以很小的機率出現在圍繞這些恆星的行星中,那麼僅僅在銀河系內就應該有相當大數量的文明存在。這也符合平庸原理的觀點,即地球不是特殊的,僅僅是一個典型的行星,具有和其他星體相同的規律和現象。10^24這個數量級寫出來是這樣的:

據估計,地球上沙子的數量是 7.5x10^18 粒,也就是說,對應地球上的每一粒沙子,宇宙中都有 10000 顆恆星。科學界對於恆星中有多少是和太陽類似(大小、溫度、光度)的還沒有定論,通常的觀點是 5% 到 20%。我們採用最保守的估計(5%), 以及對於恆星數量估值的下限(10^22),那麼就是說有 5x10^20 個恆星是和太陽類似的。

迄今,人類已經找到了1750顆太陽系外行星,其中有幾顆甚至還處於宜居帶上。換句話說,它們像地球一樣,離母恆星不遠也不近,剛好能讓液態水存在。下一代的望遠鏡有望能夠「嗅一嗅」它們的大氣,揭示其大氣的組成,比如說大氣中有沒有氧氣等等。


新發現的外行星 Kepler-452b,直徑是地球的1.6倍,位於距離地球1400光年的天鵝座

2015年,NASA(美國宇航局)宣布發現了一顆迄今最接近「另一個地球」的系外行星——「開普勒-452b」,號稱與地球相似程度達到98%。它的「三維」指標都太像地球了:其繞行的恆星與太陽一樣,屬於G類恆星,比太陽年老15億歲,處於穩定的壯年期;它的體積比地球大60%;公轉周期為385天。

為什麼要尋找類地行星呢?因為科學家普遍認為,一顆處於宜居帶上的行星,很有可能大氣中氧氣的含量較為豐富,也很有可能誕生類人的生物。

不過如果反觀一下,我們就會發現這個思維模式有個弱點,我們自始至終一直把外星人的模樣弄成和人類一樣,可事實是,就算是地球上的物種,地域不同,生命形態和生活習慣都不一樣,更何況是千萬里之外的外星人!

藝術作品中的外星人

《第五元素》中的外星人形象

《超級戰艦》中的外星人形象

《阿凡達》中的外星人形象

電影《外星人E.T.》的外星人形象

電影《51區》中的外星人形象

從上面影視作品的外星人形象可以看出來,外星人在人們的心目中都是和人類差不多,有頭有手有腳,有些恐怖片里的外星人雖然不像人,但也無非就是地球生物各器官的排列組合。

《異星覺醒》上的火星生命凱文

《異形》中的外星生物形象

《異形》中淫蕩的抱臉蟲

但是,正如我們上面說的,宇宙太大了,我們想當然的把外星生命想像成和我們地球生物一樣的結構,太過於主觀了,甚至外星人可能不是生活在哪個星球的表面,也有可能在內部。我們人類總把他們想像成各種樣子,是不夠確切的。就相當於螞蟻看到人類竟然沒有觸角,於是就發表論文推斷「人類之間無法溝通」,實際上是這樣嗎?實際上外星生命可能與我們的想像差距極遠:他們可能是簡單的生物,也可能是高度發達的生命,可能不是僅有一種,而是很多種。他們可能不是我們這種肉體與精神的合體。甚至……他們可能僅僅是一種「意識形態」而已。他們可能存在於某個星系、某個星球。甚至可能早就來到我們地球,只是我們還沒有覺察。

科學家對外星生命形式的猜想

當天文學技術變得日益成熟先進,天體物理學家小組認為,他們不僅能在地外行星大氣層發現外星生命跡象,還能跟蹤分析外星生命如何在星系中擴散。美國哈佛史密森天體物理學中心研究員亨利-林(Henry Lin)負責這項研究,他們猜測,有生源論可能解釋外星生命傳送系統,從一個恆星系統跳躍至另一個恆星系統,甚至外星生命像病毒一樣在太空中擴散。

有生源論是生命以某種方式在行星之間遷移,可能一顆富含生命的行星,被超大質量小行星碰撞,該行星部分殘骸被濺射至太空,它們可能包含著某些生命形式轉移至另一顆星球。如果這些頑強生命能夠在太空旅行中倖存下來,之後可能在其它星球上「站穩腳跟」,並在新的環境中播種生命。

還有其它假設機制,涉及生命「搭乘」從一顆行星抵達另一顆星球,其中可能有令科學家感興趣的「定向有生源論」,高智慧外星人可能故意對其它恆星系統播種生命。其它理論認為,冷凍乾燥的死亡生物附著在太空岩石上,以此作為生命在新播種星球的生物模板,這種過程叫做「死亡胚種論(necropanspermia)」。

這些過程完全是假設的,這項最新研究不會特殊說明外星生命如何在太空中擴散,但是我們知道大量行星岩石可以穿越行星之間。例如:地球上發現的一種隕石被證實來自於火星,其同位素信息與火星車和軌道探測器所獲得的信息一致,很可能這些隕石是遠古時期火星遭受碰撞,行星部分殘骸從表面濺射至太空。

如果生命搭乘太空岩石,能夠對其它星球的新生物圈進行生命播種,天體生物學家如何看待生命從一個恆星系統散播至其它恆星系統的呢?這一過程就像是傷風感冒,像病毒一樣擴散。研究報告合著作者、哈佛史密森天體物理中心阿維-洛布(Avi Loeb)說:「生命從一顆行星傳播至另一顆行星的方式就像是傳染病擴散,從某種意義上講,我們銀河系受大量生命『感染』。」

使用計算機模型,亨利和阿維猜測來自一顆行星生物圈的「生命種子」將以任何方向進行擴散。如果其中一個「種子」抵達宜居行星表面,它將在這裡紮根生存下來。

既然地球細菌展現了如此豐富的生命形態,那麼宇宙中的生命該有多少種可能性呢?地球上的生命都是由核酸和蛋白質組成的,但這是否是生命存在的惟一形式?可以有基於別的化學基礎而發展起來的其他生命嗎?

這個問題無疑是對生物學家的一項重大挑戰。因為地球上的「蛋白質生命」是以碳元素為基礎的,一些科學家於是翻開元素周期表,看看哪一種元素的性質與碳最為相似———當然是同一族中的矽。矽基生命甚至可以不攝取有機物,而只從宇宙空間中吸收星光維持生命,他的身體是由多數光線粒子和少數物質粒子組成,物質粒子在必要時也可以轉化成光線粒子。可以設想,既然我們這些以碳為基礎的生物呼出的廢氣是二氧化碳,那麼,火星上那些以矽為基礎的生物,呼出的自應是矽和氧的化合物———二氧化矽。二氧化矽其實就是我們平時在沙灘上所見的沙,也就是說,這些火星生物在呼吸時所噴出的是沙粒!

還有一些科幻作家留意到,元素周期表中的硫與同一族的氧在性質上有不少相似之處。那是否表示,在一些較高溫的星球上(硫在地球上的室溫時是固體),生物呼吸所需的氧氣可以被硫所代替?

此外,水是一切蛋白質生命所必需的溶液和介質。有沒有一種其他化合物可以取代水的地位呢?有!那就是氨。由於氨在冰點以下仍是液體,一些科幻作家遂推想,在一些寒冷的巨型氣態行星的表面下,可能存在著由氨組成的海洋,而海洋中則充滿著以氨為介質的生命形式。

氨水海洋

以上都只是個別的、零星的構想,真正對問題作出全面性的考察和系統性的分析的,是著名生化學家阿西莫夫所寫的一篇文章《並非我們所認識的》。他在文中提出了六種生命形態:

1、以氟化矽酮為介質的氟化矽酮生物;

2、以硫為介質的氟化硫生物;

3、以水為介質的核酸/蛋白質(以氧為基礎的)生物;

4、以氨為介質的核酸/蛋白質(以氮為基礎的)生物;

5、以甲烷為介質的類脂化合物生物;

6、以氫為介質的類脂化合物生物。

其中第三項便是我們所熟悉的——亦是我們惟一所認識的——生命。至於第一、第二項,是一些高溫星球上可能存在的生命形式,另外,地球上曾經出現過的那些生活在硫礦里的、厭氧的古細菌就很有可能是以硫作為自己生命的介質;而第四項至第六項,則是一些寒冷星球上可能存在的生物形態。

霍金眼中的外星人

霍金是一位反對接觸外星文明的科學家,美國探索頻道曾經做過一檔節目,題目是《走進霍金的宇宙世界》,這套紀錄片中描述了霍金對外星文明的觀點,霍金認為與外星物種接觸,可能會給我們帶來一場災難,假如外星人有朝一日來到地球,恐怕和哥倫布到達美洲大陸時的情景差不多。他們會為了掠奪資源而大舉入侵,然後揚長而去。事實上,宇宙中擁有千億數量級的星系,每個星系如何銀河系這樣大小,每個星系中又有千億級別的恆星系統,如果說沒有外星生命,那這個宇宙本身就有問題。

霍金

霍金對於外星生命的形態構想,提出了多種類型:

1.類地行星生物

可生存類地行星上,也就是岩質的地表,通過吸食岩石縫中的微生物生存

可生存類地行星上,也就是岩質的地表,通過吸食岩石縫中的微生物生存。

這種是岩質行星上的海洋生物,我們已經發現木衛二上有海洋,而且是冰下海洋,其中有可能存在生命,因此科學家構想了木衛二上的海洋生物可能有極快的遊行速度。


從中可以看出,科學家眼中的外星生命有別於地球生物,可根據外星球的環境進行適當變化。

2.氣態行星上的生物

由於氣態行星的數量在銀河系中非常之多,目前發現了幾千顆中大多數是氣態行星,那麼氣態行星上的生命是什麼樣的?

如圖所示:氣態行星上的生命可能是水母狀的生物,可在充滿氫氣的大氣中生存,可利用雲層中的閃電為能量。

3.智慧物種

這裡說的智慧物種有維度上的考量,對於高緯度的生命,我們無法想像,也無法進行評論,畢竟人類也是三維物種,想像更高維的生命存在物種上的想像困難。

但是我們可以構想一些三維的智慧物種,這是影片普羅米修斯中的外星智慧生物:

這三個傢伙大家最熟悉了,人形生物的典範,鐵血戰士是個高級文明的物種,而異形也有人形特徵,但它是矽基生物。

劍橋大學的古生物學家西蒙·康威教授在近日的論文中提出,人形生物是銀河系內的普遍形態。西蒙·康威是一位古生物學家,他在對寒武紀生物大爆發之後對物種進化進行了研究,發現趨同進化對地球生命的影響非常大。

還可能有哪些生命形態?

1、機械物種

人類這樣的肉體凡生是屬於比較低級一點的,英國天體物理學家和宇宙學家馬丁·瑞思近日就指出,外星物種很可能已經處於半人半機械狀態,除了意識外所有的軀體都可以用機械取代,就像變形金剛那樣,這種狀態就比人類強很多,而且這也是未來人類進化的方向之一,英國皇家天文學家稱我們首先遇到的外星物種更有可能是機械物種,因為機械物種更適合在宇宙中生存,即使進行幾千年的宇宙旅行也不會衰老。

變形金剛

這些機械外星人也應該是從有機軀體進化,最終發展成機械物種的,現在的科學界有不少都在研究如何延長壽命的辦法,半機械的想法已經納入其中,即機械會取代除了意識之外的任何器官。

目前人類已經有了人造假肢,人造心臟,但是一些重要的臟器還無法完全有人造材料取代,跟不用說大腦了,一旦我們可以用機械取代所有有機體,那麼人類文明就將步入一個新時代。

2、超越維度的物種

人是三維空間中的物種,但也有可能存在超越維度的物種,它們上升到精神層面可以在不同維度之間穿越。科幻作家劉慈欣在《三體》中就提到過一種神級文明——歌者,它們是一種存在於二維空間的物種。如果外星人是超越了維度的物種,那麼人類基本上是無法與其有接觸的機會了,因為外星人在這個層面對於人類來說就如同神一樣的存在了。

《三體》中歌者文明的降維攻擊

3、意識生命

類似於第二種生命形式,這種生命並沒有實體,只有意識存在,比如光子生命、電磁波生命,大量的電磁波、光子聚集在一起,形成思維,具有意識,但是並沒有實體,需要雷達或者其他設備才可以捕捉到,黑洞的最終是一個奇點,沒有實體,但是具有超強引力,電磁波、光子都無法逃脫,全部在奇點周圍,進行著複雜的電子躍遷,有可能會出現思維也未可知。

結束語

面對浩瀚無垠的太空,人類渺小的連一粒灰塵都不如,孤獨的人類長久以來只想找到一個鄰居,但是宇宙回應我們的卻是無邊無際的沉寂。或許,外星人就在你我身邊,一直和我們生活在一起,我們只是不知道而已,你覺得呢?


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