为啥寻找生命要找类地行星和碳基生命?关于探索地外生命的方法论
关注天文或者宇宙的朋友也许会常常会看到科学家们发现太阳系外类地行星的报道,也经常看到关于金星、火星、欧罗巴、泰坦等等很多太阳系内的行星发现了具有和地球类似的环境,并且猜测可能产生生命的信息,这时有的朋友肯定会纳闷,宇宙之大无奇不有,难道就只有类似地球的环境才能产生生命吗?凭什么一定要有水才有生命?凭什么一定要在宜居带才有生命?难道就不能有硅基生命吗?为什么一定要以地球的条件为标准?
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这些疑问说的都很对,以上所有的质疑,其实科学家都无力反驳,因为科学还无法证明生命必须在类地行星才能出现,生命是个很神奇的东西,总是会打破人类的认知,在海底热泉口几百度的高温下会有生命,在几乎接受不到阳光照射的地底,也有厌氧菌在活跃,就是在地球上生命的这个群体也存在超出人类认知的地方,更何况其他星球?但是具体问题要具体分析,这么假设固然没错,但是落实到实操上就不是那么回事了,下面我将从理论和技术两个角度分别说一下,科学家们探索地外生命的方法论。
理论宇宙是很大很神奇,但是有些东西是不变的,比如说整个宇宙的物理定律都是一样的,为什么?因为宇宙大爆炸,宇宙中所有的物质都是从一个奇点的爆炸而来,宏观角度来看,这个爆炸炸得很均匀,所以宇宙膨胀到今天各个地方都差不多,宇宙大爆炸理论可以从1964年贝尔实验室发现了宇宙微波背景辐射中证实,这个早就不是假说,而是事实。
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既然物理都一样,也就可以推出化学也都是一样的,这个也不是推论,其实也是被证实的,科学家们很早就发现了,所有的化学元素当你用光学照射的时候,每一种化学元素我们都会呈现出自己独特的光谱,于是科学家们可以对恒星进行研究,研究太阳的光谱就发现原来太阳没有什么特别的,它的主要成分就是氢和氦,之后再看一些更远的恒星,发现都一样。
这个宇宙中的化学元素全部都在化学元素周期表里,要知道生命诞生的过程本质上就是一个复杂的化学过程,那么只要我们稍微研究一下化学就会发现地球上的生命之所以都是碳基的,这不是巧合,应该说是一种大概率事件,因为要想组成生命,就必须要先形成大分子,要有非常复杂的结构才行,而找遍元素周期表,你会发现只有碳和硅适合充当这个角色。
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但是如果生命是硅基的,那就需要极高的温度,极高的温度就意味着需要极高的能量,而且在宇宙中人类已知的范围内,碳的含量是硅的十倍以上,再加上硅的化学反应对温度的要求极高,那么也就是说碳基生命出现的概率要比硅基生命高出十几倍。
化学反应我们都知道,大多是需要有溶剂的,而至少在地球上我们会发现,没有比水更适合当溶剂的化学物质了,也就是说,科学家们寻找类地行星,并不是因为科学家有偏见,也不是因为科学家缺乏想象力,而是经过严谨的科学分析之后,我们发现也许形成生命的方法有很多,但是这些方法并不是均匀分布在宇宙当中。
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我们之所以是碳基生命,不是因为单纯的巧合,而是因为碳基生命产生的概率是最大的,大到有一天当我们真的发现地外生命的时候,90%以上的概率和我们一样是碳基生命,本质上来说,寻找地外生命其实并不是我们在以自己为标准来寻找,而是按照元素周期表上形成生命概率最大的元素在寻找。
对宇宙了解的多一点,就会发现我们的宇宙有个小毛病,那就是一切从简,只要走一步可以解决的事情,宇宙绝不会走两步,正所谓如无必要勿增实体,宇宙中的光线都是直线传播,因为两点之间直线距离最短;宇宙中的星体都是圆形,也是因为星际尘埃都是直线聚集的,从圆心到边缘的距离对每个星际尘埃来说几乎都相同;行星运行轨道之所以是圆的,也是因为直线的引力和直线的超新星爆炸,造成了反作用力之间博弈的结果。
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生物进化也一样,我们的食道和气管之间的结构其实就很不合理,喝水很容易呛到,吃东西也容易噎到,这个结构显然不是最优的,但是究其原因,也是因为我们的祖先还是微生物的时候是不需要气管的,水中的溶解氧从它们体表渗透就可以满足后期的需求了,但是随着他们慢慢进化而变得越来越大,但单靠体表呼吸就已经无法满足了,怎么办?食道之外再拉出一条气管吗?不行,那太麻烦,最省事的解决办法就是直接就地取材,从食道揪出来一块儿当气管凑合用。
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