智慧外星人的存在“极有可能”

日新月异的前沿 2025-02-26 01:48:01

根据天文学家的说法,在我们的可观测宇宙中大约有 2000 亿万亿颗恒星——很有可能,外面的某个地方有生命。

(图片来源:EB Adventure Photography via Shutterstock)

我们生活在太空探索的黄金时代。科学家们正在以创纪录的速度收集大量新信息和科学证据。然而,一个古老的问题仍然没有答案:我们是孤独的吗?

新的望远镜技术,包括詹姆斯韦伯望远镜等天基工具,使我们能够发现数千颗可能宜居的系外行星,这些行星可以支持与地球上类似的生命。

引力波探测器通过探测数百万光年外的黑洞和超新星引起的时空扭曲,为太空探索开辟了一条新的途径。

商业太空企业进一步加速了这些进步,导致了越来越复杂的航天器和可重复使用的火箭,标志着太空探索的新时代。

NASA 的 OSIRIS-REx 任务在距离地球 2.07 亿英里的小行星 Bennu 上成功着陆,并带回了岩石和尘埃样本。

一些国家已经开发了在月球和火星上部署机器人的能力,并计划在未来将人类送往这些天体。

所有这些雄心勃勃的努力的核心驱动力仍然是生命是否存在于宇宙其他地方或曾经存在过的基本问题。

定义生活

定义生命出乎意料地具有挑战性。虽然我们凭直觉认为生物体有生命,但一个精确的定义仍然难以捉摸。词典提供了各种描述,例如生长、繁殖和响应刺激的能力。

但即使是这些定义也可能是模棱两可的。

更全面的定义将生命视为一种自我维持的化学系统,能够处理信息并保持低熵状态,几乎没有无序或随机性。

生物不断需要能量来维持其分子组织并维持其高度组织化的结构和功能。没有这种能量,生活很快就会陷入混乱和年久失修。这个定义包括生命的动态和复杂性,强调其适应和进化的能力。

正如我们目前所理解的,地球上的生命是基于 DNA、RNA 和蛋白质的相互作用。DNA 是生命的蓝图,包含生物体发育、生存和繁殖所必需的遗传指令。这些指令被转化为指导蛋白质生产的信息,蛋白质是细胞的主力军,负责多种功能。

这个由 DNA 复制、蛋白质合成和细胞过程组成的复杂系统——所有这些都基于由碳原子连接的长串分子——是地球上生命的基础。然而,宇宙可能隐藏着基于完全不同的原理和生物化学的生命形式。

(图片来源:NASA/JPL-Caltech)

碳以外的其他物质

其他地方的生活可以使用不同的元素作为构建块。硅的化学性质与碳相似,已被提议作为一种潜在的替代品。

如果存在,硅基生命形式可能会表现出独特的特征和适应性。例如,他们可能会使用硅基结构作为支撑,类似于碳基生物中的骨骼或外壳。

尽管地球上尚未发现硅基生物,但硅在许多现存的生命形式中发挥着重要作用。它是许多植物和动物的重要次要成分,起着结构和功能的作用。例如,硅藻是一种在海洋中发现的藻类,其特点是由透明的二氧化硅制成的玻璃状细胞壁。

这并不能使硅藻成为硅基生命形式,但它确实证明了硅确实可以作为生物体的组成部分。但我们仍然不知道硅基生命形式是否存在,或者它们会是什么样子。

地球上生命的起源

关于地球上生命是如何产生的,存在着相互竞争的假设。一个是生命的组成部分是在陨石上或陨石中传递的。另一个原因是这些组成部分在我们星球的早期环境中通过地球化学自发地聚集在一起。

确实发现陨石携带有机分子,包括对生命至关重要的氨基酸。有机分子有可能在深空形成,然后被陨石和小行星带到地球。

另一方面,早期地球上的地球化学过程,例如发生在温暖的小池塘或海洋深处的热液喷口中的地球化学过程,也可能为生命的出现提供了必要的条件和成分。

然而,还没有实验室能够提出形成 RNA、DNA 和地球上第一个细胞生命的全面、确定的途径。

许多生物分子是手性的,这意味着它们以两种形式存在,它们是彼此的镜像,就像左手和右手一样。虽然左旋和右旋分子通常以相等的量自然产生,但最近对陨石的分析揭示了轻微的不对称性,有利于左旋形式高达 60%。

在地球上的所有生物分子(蛋白质、糖、氨基酸、RNA 和 DNA)中也观察到太空衍生有机分子的这种不对称性,这表明它可能是由太空传递的轻微不平衡引起的,支持了地球上生命起源于外星的理论。

生命的机会

在许多有机分子中观察到的手性轻微不平衡可能表明地球上的生命起源于外星生命对有机分子的传递。我们很可能是起源于其他地方的生命的后代。

天文学家弗兰克·德雷克 (Frank Drake) 于 1961 年提出的德雷克方程 (Drake equation) 为估计银河系中可探测到的文明数量提供了一个框架。

这个方程结合了恒星形成的速度、恒星与行星的比例等因素,并计算了那些行星中可能出现智慧生命的比例。使用这个公式的乐观估计表明,仅在银河系中就可能存在 12,500 个智慧外星文明。

外星生命的主要论点仍然是概率性的:考虑到恒星和行星的绝对数量,生命在其他地方出现的可能性似乎很小。

人类成为可观测宇宙中唯一科技文明的概率被认为小于 100 亿分之一。此外,一个文明在任何一个宜居星球上发展的几率都比 600 亿分之一的要好。

据估计,可观测宇宙中有 2000 亿万亿颗恒星,其他技术物种的存在极有可能,甚至可能在我们的银河系中。

0 阅读:0

日新月异的前沿

简介:感谢大家的关注