
天文学家为何要按照地球生命形式寻找外星生命?
首先,要想纠正一下普遍的错误认识,那就是关于氧气的。其实人类在寻找外星文明并没有把氧气作为一个必备的标准。
那科学家寻找外星生物依靠的是什么标准呢?
其实天文学是一门比较艰难的学科,原因是天文学观测能够或许的信息量什么有限,这就使得天文学要从观测数据中找到线索,就像破案一样。那到底得出的结论是不是合理呢?
这其实就要用模型思维,把新的结论与已有的宇宙模型进行匹配。举个例子:目前科学家用来描述宇宙的模型叫做ΛCDM模型。它是以大爆炸宇宙学为基础,然后结合宇宙微波背景辐射,宇宙大尺度结构,宇宙加速膨胀的超新星观测,而形成的一个模型。
最早描述宇宙的模型其实是我们非常熟悉是地心说模型,之后是日心说....几千年来,模型发生过几次突变,都是根据这基础物理的发展在变化。
因此,寻找外星文明其实也需要一个模型,这个模型叫做:宜居带模型。
那具体是咋回事呢?
宜居带模型
宜居带模型主要有以下这些条件:
1,合适并且稳定的恒星
2,合适的卫星
3,大行星的保护
4,液态水
5,稳定的大气层
6,磁场
我们可以仔细看一下,其实是没有氧气的。
那这些条件都是啥意思呢?
首先,我们要知道的是宇宙中有一个个星系组成的,这里的星系指的是类似于银河系这样的星系(不是太阳系)。要有生命存在,就必须要求这个天体要在星系中的合适位置。就拿银河系来说。
如果距离银河系太近,是没有办法出现生命的,这是因为那个地方恒星的密度超级大,引力超级强,辐射强度也超级大,尤其要是每个星系中心基本上都有黑洞,那个感觉有多酸爽,大家心里也应该有数。
但是也不能距离太远,地球上的生命是碳基生命,但我们要知道的是宇宙中99%以上基本上都是氢和氦,指望这两种元素形成生命是不现实的,如果距离银河系太远,高顺位的元素其实很少,也就无法形成复杂的生命形态,所以拥有外星文明的天体应该在银河系合适的位置。
同样的道理,在恒星系中(类似于太阳),其实位置也得恰到好处,就拿太阳系来举例,这个离太阳最近的水星,就被潮汐锁定了,这就有大概率是一面朝着太阳,一面没朝着(当然,水星是自己自转3周,绕太阳两周的情况),那感觉也是相当酸爽,而且一定超级热,再远一点的金星,连配置超高的探测器都扛不住,根本也无法出现生命。但离得太远也不行,毕竟没有能量来源,太阳照不到,地球上生机勃勃全靠太阳在照。所以恒星系也有一个宜居带。
当然,这情况好的,恒星很稳定,但是恒星个头远大,寿命就越短,生命还没有来得及进化,自己先完蛋,那也不可能出现外星文明。
个头太小,寿命是长了,但是光照强度不够,因此,其实恒星个头也要不大不小才最好。
像太阳这种,稳定期达到了100亿年的,就是很不错的选择。
科学家把恒星的表面温度按照质量的从大到小分为O、B、A、F、G、 K、M七大类,每一大类按表面温度从高到低分为从0到9十小类。
他们发现,只有介于F0~K5的恒星才适合高等生命的生存,而太阳恰恰是G2,正好位于这个范围内。
紧接着就是卫星的问题,我们可以设想一下如果没有月亮会咋样?首先,地球会晃,这是因为自转轴很不稳定。这种晃是像陀螺那样晃。地球上就会没有四季,气候会变得非常恶劣,几十万年发生一次周期性变化,动不动就会把星球上的生物团灭一把,不稳定的环境很不利于演化出高等生物。
地球之所以适宜生命,是因为在形成地球之初,有个小行星忒亚撞了地球一把。
撞完之后,地球发生了23.5°的倾角(这才有的四季),而撞完之后的碎片形成了现在的月球。月球的引力保证了地球自转轴的稳定。所以,一个卫星十分必要的。
其次,还需要一颗大行星在不远不近的地方,地球外围有个木星,正是因为木星的存在,使得地球不会常常被大质量的小行星或者陨石撞到。
木星利用自己的引力,保证了小行星带上的那些小行星和陨石老老实实在待着那里。哪怕木星的质量少一些,地球都会很危险。如果一个天体常常面临着小行星的撞击,那也不能演化出高等生命。
这些其实都是外部原因,而天体自身内部也有具备一些基本的特质,首先是大气层,能锁住温度,这样热量就不容易散失,这也是为什么,地球上的昼夜温差其实很小。
我们可以举个反例,看看火星,火星大气特别稀薄,赤道上,白天温度最高可达35 ℃,晚上,温度会降至-73 ℃。这对于生命来说也是毁灭性的打击。
而且大气层还能抵挡住宇宙射线,对于生命来说不要说承受宇宙射线了,紫外线都扛不住。因此大气层的作用对于高等生物十分重要。
除了大气层,恒星会向行星吹来带电的物质,如果均匀地分布在行星上,那这个行星上的生命也一定会被一锅端了。而能抵抗的只有行星自己的磁场,地球其实就有地磁场,具体为什么会有,到现在也没有研究明白。而火星上就没有,所以去火星其实蛮危险的。
以上这些其实就是科学家在寻找地外生命使用的模型,并不是说所有的都符合了才行,而是尽可能地都符合。因为这些是目前已知的能不摧毁生命的基本条件,缺了哪个对于生命来说都挺致命。
当然,这也确实是基于目前的认知,并不是说一定就对,毕竟还是那句话,信息太少了,样本太少了,我们能依据的太少了。但并不能因为能依据的样本太少,就开始开脑洞乱想,毕竟科幻不是科学。
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