如果您听到“外星生命”,您会想到什么?在谷歌上搜索,您很可能会看到至少一张人形外星人的图像,甚至可能是在向镜头挥手。
外星生命,特别是智慧外星生命可能存在的想法,长久以来一直吸引着我们的想象力。它跨越时代的持久性表明了一个迫切的问题:宇宙中是否还有其他生命或智能存在?
“外星生命”到底是什么意思?
这个词本身很简单。“Extra”意思是“外面”,“terrestrial”意思是“地球”。加在一起,它的意思就是来自地球以外的东西。因为它的含义非常广泛,“外星生命”可以用来描述我们最近的“后院”之外的其他宇宙物体,例如太空尘埃或陨石。
外星生命可能存在于何处?
在生命的语境下,“外星生命”将意味着一个起源于地球之外并能在地球之外生存的有机体。
亚利桑那大学的杰出天文学教授克里斯·因佩(Chris Impey)说:“这是一个宽泛的术语,涵盖了在不同地点和不同环境中寻找生命的各种方法。”
探寻和揭示生命的起源,不仅仅是一个哲学谜题,也是一项科学追求。
外星人存在吗?
外星生命(通常被称为“外星人”)的存在,是一个备受关注和猜测的话题。科学家们一直通过像搜寻地外文明计划(SETI)研究所这样的项目积极寻找外星生命的迹象。
地球之外有生命吗?
虽然目前还没有确凿的证据证实外星生命的存在,但科学家们仍在继续寻找地球以外生命的迹象。
因佩说:“我们不应假设在宇宙意义上,我们的处境、地球、太阳或我们近邻宇宙的任何部分有任何显著或特殊之处。最终的边界将是确定生命并非地球独有的。”
那么,生命是什么?生命在哪里?新兴的生命科学领域、行星科学,甚至通过天空搜寻信息,都属于我们试图打开宇宙另一扇窗的宇宙尝试。
什么是天体生物学?
天体生物学是一个多学科的科学领域,它探索生命在宇宙中的起源、演化、分布和潜在存在。顾名思义,它是天文学和生物学的结合。
天体生物学与地球以外的生命
美国宇航局天体生物学家林恩·J·罗斯柴尔德(Lynn J. Rothschild)说,天体生物学关注的是人类能够提出的最深刻的一些问题。确切地说,有三个问题:我们从哪里来?我们要去哪里?我们是孤独的吗?
天体生物学何时出现?
罗斯柴尔德说,真正引爆天体生物学作为一门学科诞生的火花,是1984年在南极冰原上发现的火星陨石ALH84001。
虽然专家们认为这块岩石中没有火星生命的迹象,但它激发了对外星生命可能性的狂热。20世纪90年代首次发现系外行星的激动人心的探测,以及对微生物学和极端微生物日益增长的了解,都引发了科学界的轰动。
罗斯柴尔德说:“我们已经有了行星的发现,我们有了分子生物学等等。然后,突然之间,砰!我们就在实验室里发现了火星上存在微生物生命的非常令人兴奋的可能性。”
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系外行星科学与外星生命
系外行星科学领域也是寻找生命的重要参与者。麻省理工学院教授、系外行星研究的早期先驱之一萨拉·西格(Sara Seager)亲眼目睹了这个领域的成长。
什么是系外行星?
系外行星是指存在于我们太阳系之外的行星。系外行星的大小和构成可能各不相同,大多数都围绕着恒星运行。存在着各种各样的奇特世界,但人们正在寻找另一个可能孕育生命的类地行星。
有多少系外行星?
银河系中有数十亿颗恒星,据美国宇航局称,天文学家已确认超过5500颗系外行星。
为什么科学家研究系外行星?
研究系外行星可以让我们更广泛地了解我们的宇宙。科学家可以关注所谓的宜居带,即行星与恒星的距离恰到好处,使其表面能够存在液态水。西格特别关注寻找另一个地球。
西格说:“我的愿望,就像现在越来越多的人一样,是找到那里的生命迹象。如果我们也知道这颗行星与我们有些相似,可能更容易实现。”
系外行星大气中的生物标志物
生命可以在行星大气中留下独特的印记,即生物标志物,就像它在地球上一样。我们的异常之处在于氧气,它之所以存在,仅仅是因为生物有机体不断地产生它。
西格说:“我们会发现一种不存在的气体。它以巨大的数量存在。也许它具有很高的反应性。它与[大气中的]其他物质不符。然后,我们必须通过所有可能的场景来分析它可能是什么。”
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我们的太阳系中还有其他生命吗?
关于生命答案也可能存在于我们自己的太阳系中。火星首先映入脑海——这是一个寒冷、荒凉的星球,拥有古老的湖床,可能曾经孕育过生命。然而,金星也是一个候选者。
金星的争论:金星上有生命吗?
西格目前正在研究金星硫酸云的潜在宜居性(通过测试 DNA 的构成单元),她是第一个报告在其沸腾的大气中发现磷化氢的团队成员。磷化氢对地球生物是致命的,但可能是金星生命的潜在预兆。
这一消息引发了一场持续至今的重大辩论,但它让金星重新回到人们的视野。道格拉斯·卡尔德威尔(Douglas Caldwell),2009 年开普勒任务的仪器科学家,认为金星的争论是一种前奏。
卡尔德威尔说:“当我们开始收到 JWST 或下一代大型望远镜发回的数据时,将会有一场巨大的辩论,来说服我们自己、其他科学家以及全世界,这实际上是或不是生命的指示。”
什么是 SETI 研究所?
SETI 研究所最初是一个由美国宇航局资助的地外文明搜寻项目,后来发展成为一个非营利性研究组织。该研究所从事天体生物学、天文学和空间科学相关的各种领域的研究,主要侧重于探测宇宙中智慧生命的信号或迹象。卡尔德威尔是 SETI 研究所的研究天体物理学家。
搜寻地外文明
在搜寻地外文明的过程中,有人试图通过无线电波或激光来探测信号。这些努力在艾伦望远镜阵列上 abound,该阵列以各种频率扫描天空。
SETI 科学家
卡尔德威尔说:“[SETI 科学家] 很多人就像我一样,是从事其他相关研究以理解地外生命概念的科学家。他们并不一定明确地搜寻智慧生命,但这里也有人在这样做。”
SETI(不应与该机构混淆,而是指搜寻本身)有点像一个不确定因素。就像生命一样,智能也没有标准定义。因佩指出,大象是地球上的智慧物种,但它们不像我们一样关注外星信号。
为什么研究外星生命?
生命的探索是最复杂的科学问题之一,它需要所有领域的科学家共同努力。即使只发现一种生命,无论多么奇妙或新颖,都不足以提供明确的答案。
卡尔德威尔说:“不一定是我们看到一个向我们挥手并且显而易见的存在。更可能是,‘好吧,这很奇怪,生命似乎可以解释它。但我们不确定。’”
而且,没有多组改进的数据和多个生命实例,科学家就无法确定。西格说,所有这些工作都将涉及投资于全新的技术和实验范式。
对她来说,这就是为什么寻找外星生命很重要——即使最近的微生物离我们有数光年之远。
西格说:“它让我们跳出固有思维。我们必须非常、非常努力地思考全新的想法。偶尔,这种全新的思维确实会带来巨大的成果。”
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