生命的新的方程式

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生命的新的方程式

< 资料来源:COSMIC LOG >


Posted: Wednesday, September 16, 2009 8:01 PM by Alan Boyle



版权:NASA / msnbc.com
什么因素会影响“可居住性指数”?

天体生物学家正试图找出一个能把其他适合生命的行星量化的数学公式,类似于著名的德雷克方程,从而判断能与外星文明接触的几率。

这项工作可以帮助我们的后代计算出在哪里可以找到外星人——或者哪里可以适合生命居住。但是未来新的“可居住指数”不仅仅是一个算术问题。

“说实话,真的很难找出前进的道路。”英国公开大学行星科学家 Axel Hagermann 这么说,他于本周在德国波茨坦举行的欧洲行星科学大会上提出的可居住性主题

Hagermann 和他大学的同僚 Cockell 正在计划建立一个结合所有因素的单一指标,让我们知道产生生命的可能性。“我们要找的是‘如果获得这个条件,还有那个,还有其他,那么将会获得生命。否则,这不能创造生命。’”Hagermann 告诉我。

基于对类地球例子的学习,科学家们一般都会列举这3个因素:液态存在的水,能通过有机物反应结合的化合物,以及这些反应的能量来源。但是,能否将可居住性背后的因素量化到某一范围?诸如给出火星的可居住性指数为 0.5,冰雪覆盖的木卫土星为 0.2,或者遥远的行星 CoRoT-7b 为 0.001 ?

Hagermann 对衡量可居住性问题的感觉是“问题越来越复杂,同时也越来越有趣。”


地球上的生命。。那么地球以外呢?

研究者对地球上的生命认知得越多,就越难划出一条可以分开可居住和不可居住区域的界线。生命体能在似乎完全不可能的地方被发现——例如,在南极裸露的砂岩上的微生物,还有在深海火山喷发口附近蓬勃生长的怪异生物

那么如何看待地球以外呢,Hagermann 发现这问题变得更加复杂,即使他仅仅专注于一个地外恒星的光线是否帮助或者阻碍生命发展的程度。

就如他在一个新闻发布会上说道:“举个例子来说,可见光和红外线波长的辐射对于生命如光合作用来说非常重要,而紫外线和X射线则是有害的。如果你能想象在一个大气稀薄的行星,这些有害的辐射可以轻易穿透大气,那么不可避免的需要在一定深度的土壤使到‘有害’辐射被吸收,但‘有益’辐射还能穿透。”

有些太空生物学家对火星抱着如此的希望,土壤以下几英寸和地下涓流可能为火星生命提供了避风港。但是你要如何量化呢?

“我感觉我们在这里寻找着一个工具箱,”Hagermann 告诉我,“我们遇到这么一个问题:‘把钉子钉在墙上。’现在我们已经有了工具箱,我们正试图找出哪些工具可以用来解决这个钉在墙的问题……但我们不知道钉子到底长什么样子。”

其中一个可能性的因素是外星人所在恒星到他们行星的辐射,测量行星大气的过滤能力,地表的组成成分,能量输入与转为有机物输出的化学能力,还有……好,你现在能知道这计算有多复杂了。

Hagermann 希望他的演讲会产生更多的讨论——并最终帮助太空生物学家在寻找外星人时精确投下钉子。“在某种程度上,这不是数学的,是有关于方法的讨论,”他说道,“呼救?这也许是一种投入的方式。”


来自 SETI 的支持

在加州 SETI 研究所 的资深天文学家 Seth Shostak 赞赏英国的研究人员:“这是一个很好的尝试,而且它会让你面临的是困难而不是其他,当然它会告诉你一些事情。”他说道。

他指出:“没有真正运作得很好的生命定义。”即使你能够就我们所知去定义生命,你可能会在我们所不知的地方忽略了生命

Shostak 和其他 SETI 参与者最关心的是复杂多样的生命在广播着其存在。事实上,这些广播有些可能完全不是生命形态,它可能是外星文明派出的航天器所发出的信号。

按照 Shostak 的看法,在宇宙中不那么智能的生命应该比智能生命更为常见。

“如果你愿意为微生物找居所,那么会发现很多很多的栖息地,”他指出。可能多达像在我们的太阳系中除了地球就还有7个这样的栖息地。(这名单包括火星,木卫二,木卫三,木卫四,土卫二,土卫六,也许还有金星。事实上,水在金星上失踪是欧洲科学会议上提出的另一个主题。)

德雷克方程的作者兼 SETI 研究所的卡尔萨根宇宙生命研究中心主任射电天文学老将 Frank Drake 同意这一观点,即原始生命在宇宙中可能十分普遍。

“任何像地球的行星都将会产生生命,”Drake 告诉我。“有很多途径促使原始生命产生……如果你知道一个拥有水体系统的行星,这将会是达到1的可居住性指标。”

德雷克方程给出了我们在银河系中可居住行星的最初设想,并乘上多项因子来推算一个智慧文明的数量。但是但涉及到估计具体外星人可居住性行星的可能性时,Drake 认为我们必须首先更多的去了解这些行星。

“一旦我们了解到更多的信息,我们可以更严谨的开始分析,”他说道,“现在我们的信息是如此的不完整,以至于我们不能把事情做好,就如可居住性指数也不能做到。”

你觉得呢?看看我们的德雷克方程计算器,然后看看你是否可以开发出你自己的关于宇宙生命的方程。发表一下你的看法,让我们大家都知道你想到什么。