亲,我们专职找“异形”

时间:2022-12-28 11:05:03 浏览量:

都教授到底存不存在,栗子君不知道,不过研究外星生命的学科的的确确是存在的,你甚至能在网上找到课程视频。当然它的研究对象并不只是高颜值外星人,一切好看或不好看的地外生命都在它的搜索清单之上,而且通过探讨生命存在的条件,不断刷新我们对生命的认识。多么高大上的学科啊,它,就是天体生物学。

顾名思义,这玩意是生物学与天文学结亲的产物,此外,地质学、物理学、化学等也会来“插上一脚”。看看它的一些研究课题:

什么是生命?

生命是怎样在地球上诞生的?

生命能忍受怎样的环境?

怎样才能判定在其他星球上存在生命?在其他星球上找到复杂生命体的机会有多大?

在其他星球上,构成生命的基本物质会是什么?

什么样的生命是最简单的生命?并用计算机对其进行模拟。

在实验室还原已知天体(比如月球、火星等)的地质气候环境,在此基础上开展生命模拟。

……

——赌5毛钱,它绝对是栗子君所知道的最刺激脑洞的学科!

怪物推理俱乐部

右图中这些南瓜一样的家伙,是身残志坚的物理学家斯蒂芬·霍金想象的一种外星浮游生物。它们类似于水母,飘浮在气态行星的大气层中,靠“捕食”闪电为生。

天体生物学的一大任务,就是推测外星生命的形态,当然这种推测并非天马行空地乱想,而是基于对某一星球各种环境要素的分析。

比如类地行星上的植物,也像地球植物一样以绿色为主吗?很可能不是。因为植物的颜色与其进行光合作用最适合的光波有关,如果地外行星处于跟地球不同的“阳光”照射之下,其植物的颜色就会跟地球植物大不相同。美国国家航空航天局的天体生物学家通过星球模拟实验室的模拟,得出的结论是:围绕比太阳明亮的恒星运转的类地行星,其植物的叶子应为黄色或橙色,因为亮度较高的恒星会放射出比太阳更多的蓝光和紫外线;而在围绕银河系中数量最多的红矮星运转的类地行星上,植物很可能是黑色的,因为红矮星放射出的多是不可见的强烈红外线。

【八卦放送】这类研究介于幻想与真实之间,因此也很受艺术家们欢迎。比如《阿凡达》《环太平洋》等好莱坞科幻大片的首席造型设计师韦恩·D·巴洛维,这位“异星世界造物主”之所以能设计出众多令人印象深刻的异星生物,很大程度上要归功于他的另一个身份——古脊椎动物学会会员。图为巴洛维在作品《远征》中描绘的一种外星巨无霸“树背”。

“异形”就在身边?

随着第一颗人造卫星升空,1958年,有人开始认真思考外星细菌入侵并毁灭地球的可能性,天体生物学于是应运而生。可此后20多年,太空探索平安无事得让人大失所望——人类科技所及的宇宙空间内一片荒凉,没有任何生命的迹象。天体生物学陷入了尴尬的境地。

1980年代,转机终于到来,有意思的是,它并不是来自外太空,而是来自地球本土——在海中数千米甚至更深处的炽热火山口,人们发现了一些在极端环境中照样能舒舒服服过着小日子的生物。它们不可思议的生命力重新刺激了科学家们的想象力。

从那以后,直到今天,更多顽强的微生物陆续被发现,从最干燥的智利沙漠中,到南极洲的千年冰架下,从暗无天日的岩洞里,到几万米的高空上……它们有的无需氧气,有的已在0℃以下的盐水中生存多年,有的能在不可思议的高压下存活,有的无惧致命的高电离辐射,有的孢子可以休眠几千年……它们强大的生命潜能,暗示着即便在高温、高压、低氧、无水、高寒、充斥宇宙射线的外太空,也可能有生物存在。

由此,一些科学家重新定义了古生菌的研究领域,并提出关于生命起源的新思路;而天体生物学家也能理直气壮地申请经费了,以便到世界上环境最恶劣的地方寻找未知生命,或利用实验室和计算机模拟极端生物的生存。

【链接放送】美国国家航空航天局一直是天体生物学的头号“粉丝”。这个看起来像鬼屋的地方,是其下属的艾姆斯研究中心的天体生物楼楼顶。它被改造成一个温室,用来培养从墨西哥采集到的蓝藻,它们被放置在具有腐蚀性的卤水中。蓝藻是地球上最古老的生命之一,其他行星上也许也有这样顽强的原始生命。

生命,超越想象

去年,现象级中国本土作品《三体》为亚洲人首次捧回了“科幻界诺贝尔奖”——雨果奖,这部作品的看点之一,是为“费米悖论”提供了一个新解释。

所谓“费米悖论”,简单来说就是:如果外星人在宇宙中广泛存在,为何人类至今没有发现任何确切证据?《三体》的解释是任何文明都是自利、排他的,所以会尽可能地隐藏自己的存在,并消灭任何暴露自己的文明。当然,答案也有可能是下面这个段子:

在银河系的另一边,有一颗行星,它离一颗大小和温度都正合适的恒星不远不近。该行星上正在举行一次学术会议,研究偏远的、小小的太阳系。会议进行了一年之久,此刻已接近尾声,与会的智慧生物们正在一份文件上签名。文件断言,在太阳系的第4行星上,生命是不可能存在的,不值得做一趟远征。因为种种观测发现,这个星球充斥着最最致命的气体——氧气……

这个段子表达的是,地外生命的形态、化学构成,很可能跟我们所认识的完全不同,它们与我们的差异可能大到彼此都不认为对方是生命。

目前我们所知的生命,都是由碳、氢、氮、氧、磷、硫这6大元素为基础构成的,但地外生物有没有可能以其他元素作为生命的基础呢?

2010年,在美国加利福尼亚州的莫诺湖里,天体生物学家发现了一种微生物,在它的身体里,有可能是以砷取代磷作为构成的基础元素。在元素周期表上,砷与磷是同族元素,化学性质相似,但砷有剧毒。莫诺湖是地球上最毒的地方之一,湖水中含有大量的砷,pH值为10,跟漂白水差不多。而这种微生物却在其中生活得挺自在,是不是就因为它是砷基生命?如果这一点被证实,那么上面的段子便不再只是个段子。

还有碳的同族元素硅,性质跟碳极为相似,且在宇宙中分布广泛,因此硅基生命的呼声也很高。看看科幻画家迪金森和斯凯勒尔绘制的想象图吧,多么梦幻的场景——一头玻璃恐龙徘徊在水晶丛林里(玻璃和水晶的主要成分都是二氧化硅)。不过也可能,玻璃、水晶都是硅基生命的排泄物——就像我们这些碳基生物呼出二氧化碳一样,它们呼出硅的氧化物。

再来看,水是我们所知的一切蛋白质生命所必需的溶液和介质,那有没有其他化合物可以取代水的地位呢?有!液态氨与水有许多相似处,其溶解能力跟水一样好甚至更强,可以直接溶解钠、镁、铝等金属,对碘、硫、硒、磷等也有一定的溶解度且不会跟它们发生反应。所以在氨基体系下,同样能够形成整套有机化合物、肽等生命存在的基础。

不过液态氨的沸点比水低得多,真有氨基生命的话,它们应该生存在冰天雪地或气压很高的星球上。而且在液态氨系统和在水系统中,同一种物质的酸碱性可能完全不同——我们生存所不可或缺的水,在它们那里则是致命的强酸。对它们来说,地球就像地狱一般炽热,有巨大的热酸海洋,还不时下起滚烫的酸雨,这样可怕的星球,还是远离为好!

总之,在天体生物学的领域,生命具有无限的可能性,有志于此者,你所要做的就是——尽可能大胆地去想象,然后尽可能小心地去求证……

【脑洞放送】地球本身就是生命体?这是英国科学家詹姆斯·拉弗洛克于1969年提出的“盖亚假说”。盖亚是希腊神话中的大地女神,拉弗洛克用她来喻指地球。拉弗洛克认为整个地球与生物的生理系统十分相似,它利用太阳的能量并在行星尺度上进行新陈代谢,就像生物一样;而我们人类就如同细胞,只是组成地球这个生命体的一部分而已。这个大胆的假说虽然还无法被检验证实,但却提供了一种新的视角,因而具有越来越广泛的影响力。

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