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原標題:探尋“地外生命”之謎
不久前,來自劍橋大學、哈佛大學、芝加哥大學以及蘇黎世聯邦理工學院的科學家們宣布成立“生命起源聯盟”,計劃探索生物體的化學和物理過程以及適合支持其他星球生命的環境條件。他們認為,對火星、木星的新探索成果,以及韋伯太空望遠鏡等觀測設施的進步,將有力支持人類對于“地外生命”的探索。
地球以外的宇宙真的存在生命嗎?地球上的生命從起源、演化至人類文明出現,用了38億到40億年時間。1979年,美國科普作家艾薩克·阿西莫夫在《地球以外的文明世界》一書中猜測,在其他恒星周圍應該也有行星環繞,因此也可能有生命存在。但他認為由于距離太過遙遠,人類或許永遠無法回答是否存在“地外生命”。
隨著觀測儀器越來越精密,1995年法國上普羅旺斯天文臺首次直接觀察到太陽系以外的行星,此后更多的系外行星被陸續發現。迄今,人類在太陽系外發現的行星總數已超過5000顆,其中大約70顆的質量與地球非常接近。也就是說,它們有可能像地球一樣,存在可以維持生命的生態系統。隨著探索的深入,如使用斯皮策太空望遠鏡,人類的視野可以拓展到整個銀河系。美國加州理工學院一項研究成果認為,銀河系內共有約1000億顆行星,其中至少170億顆的體積與地球相當。天文學家估計,可觀測宇宙中星系數量最少有2000億個。
地球上包括人類在內的任何生命,都是由氫、碳、氧、氮、硫、磷等基本元素組成的。其中氫和氧結合形成的水,參與了生物體內所有的生理生化過程,碳是所有生命的骨架,氮、硫、磷是組成生命復制、密碼傳承的主要元素??茖W家通過光譜觀察發現,這些元素在可觀測宇宙中處處存在,具有相同的化學性質。而且,它們都是經由相同的天體物理過程形成的:宇宙中的氫元素都是在宇宙大爆炸中形成的,而其他元素都是在恒星內部的核合成過程中形成的。
科學家發現,水作為比熱容最大的液體之一存在于行星表面,對于維持適合生物生存的溫度環境至關重要。碳的化學性質在元素周期表上更是獨一無二,它能在化學上自我結合,或與其他元素結合而形成無數化合物。水和碳是生命存在的基本物質。因此,我們有理由相信,如果在宇宙其他角落存有生物,其生化過程也是可以被人類所認知的。
雖然人類迄今還沒有發現任何“地外生命”,但仍在進行不懈的探索?;鹦呛偷厍蛞粯?,都是位于太陽系宜居帶的行星。確認火星上是否存在生命,可以首先突破我們對地球生命在宇宙中具有唯一性的哲學認知和科學觀察。更引人注目的計劃是,人類使用探測器對木星或土星的冰衛星進行探測,在這些衛星的地下海洋搜尋生命的“蛛絲馬跡”。
迄今,人類發現的系外行星大多數為類似土星和木星的行星,若其冰衛星的地下海洋中存在生命,則可極大增加宜居行星的數量。近日,歐洲航天局“木星冰衛星探測器”發射升空,該探測器將開啟為期8年的奔赴木星的旅程,以探尋木星的冰冷衛星中是否存在生命棲息。
從哪里來、到哪里去,是人類生命的重要議題。通過探尋“地外生命”之謎,人類也可以加深對自身的認識,形成更開闊、更深遠的時空視野,找到可持續發展之道。
(李一良,作者為香港大學地球科學系天體生物學副教授)
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