宇宙中存在智慧外星人的可能性極高,或許就在我們銀河系
天文學家指出,在我們可觀測的宇宙中,大約有200萬億億顆恆星。由此推斷,宇宙中某個地方存在生命的可能性極大。
我們正處於太空探索的黃金時代。科學家們正以前所未有的速度收集大量新資訊和科學證據。然而,那個古老的問題依舊未解:宇宙中只有我們人類嗎?
新的望遠鏡技術,包括像詹姆斯·韋伯太空望遠鏡這樣的天基工具,讓我們得以發現數千顆潛在適合居住的系外行星,這些行星可能孕育出類似地球的生命。引力波探測器則開闢了太空探索的新途徑,它能夠探測到數百萬光年外黑洞和超新星引發的時空扭曲。商業太空企業進一步加速了這些進展,使得太空船越來越精密,火箭也可重複使用,標誌著太空探索新時代的到來。
美國國家航空暨太空總署(NASA)的OSIRIS - REx任務成功在距離地球2.07億英里的貝努小行星上著陸,並帶回了岩石和塵埃樣本。多個國家已具備在月球和火星部署機器人的能力,還計劃未來將人類送往這些天體。所有這些雄心勃勃的努力,核心動力仍是那個基本問題:宇宙中其他地方是否存在生命,或者曾經存在過生命?
給生命下定義出乎意料地困難。雖然我們直觀上能認出生物是有生命的,但精確的定義卻難以捉摸。字典給出了各種描述,比如能夠生長、繁殖和對刺激做出反應。但即使是這些定義也可能模稜兩可。更全面的定義認為,生命是一個能夠處理資訊、維持低熵狀態(即很少有混亂或隨機性)的自我維持化學系統。生物需要不斷獲取能量來維持其分子組織,保持高度有序的結構和功能。沒有這種能量,生命很快就會陷入混亂和解體。這個定義涵蓋了生命的動態和複雜本質,強調了其適應和進化的能力。
就我們目前所知,地球上的生命基於DNA、RNA和蛋白質的相互作用。DNA是生命的藍圖,包含了生物體發育、生存和繁殖所需的遺傳指令。這些指令被轉化為指導蛋白質合成的訊息,蛋白質是細胞的「勞動者」,負責各種各樣的功能。這種複雜的DNA複製、蛋白質合成和細胞過程系統——全部基於碳原子連線的長鏈分子——是地球上生命的基礎。然而,宇宙中可能存在基於完全不同原理和生物化學的生命形式。
其他地方的生命可能使用不同的元素作為構成要素。矽與碳在化學性質上相似,有人提出它可能是一種潛在的替代元素。如果存在以矽為基礎的生命形式,它們可能具有獨特的特徵和適應方式。例如,它們可能使用矽基結構來提供支撐,就像碳基生物體中的骨骼或外殼一樣。儘管地球上尚未發現以矽為基礎的生物,但矽在許多現存生物中扮演著重要角色。它是許多植物和動物的重要次要組成部分,具有結構和功能上的作用。例如,海洋中的一種藻類——矽藻,其細胞壁是由透明的二氧化矽構成的玻璃狀結構。這並不意味著矽藻是以矽為基礎的生命形式,但確實證明瞭矽可以成為生物體的構成要素。但我們仍然不知道是否存在以矽為基礎的生命形式,以及它們會是什麼樣子。
關於地球上生命的起源,有相互競爭的假說。一種假說認為,生命的構成要素是由隕石帶到地球上的;另一種假說則認為,這些構成要素是在地球早期環境中透過地球化學過程自發形成的。確實,人們在隕石中發現了有機分子,包括對生命至關重要的氨基酸。有可能是有機分子在深空形成,然後由隕石和小行星帶到了地球。另一方面,地球早期的地球化學過程,比如在溫暖的小池塘或深海熱液噴口中發生的過程,也可能為生命的出現提供了必要的條件和成分。然而,目前還沒有實驗室能夠提出一個全面、確定的途徑,來解釋地球上RNA、DNA和第一個細胞生命的形成。
許多生物分子具有手性,這意味著它們以兩種互為映象的形式存在,就像左手和右手一樣。雖然通常左手性和右手性分子在自然界中產生的數量相等,但最近對隕石的分析顯示,存在輕微的不對稱性,左手性分子的比例高達60%。這種源自太空的有機分子的不對稱性,在地球上所有生物分子(蛋白質、糖、氨基酸、RNA和DNA)中也能觀察到,這表明它可能源於太空帶來的輕微不平衡,支援了地球上的生命起源於外星的理論。許多有機分子中觀察到的手性輕微不平衡,可能是地球上的生命起源於外星生命帶來的有機分子的一個指標。我們很可能是起源於其他地方的生命的後代。
天文學家弗蘭克·德雷克在1961年提出的德雷克方程式,為估算我們銀河系中可探測到的文明數量提供了一個框架。這個方程式考慮了恆星形成的速率、有行星的恆星比例等因素,並計算出那些行星上可能出現智慧生命的比例。使用這個公式進行的樂觀估計表明,僅在銀河系中就可能存在12500個智慧外星文明。
支援外星生命存在的主要論據仍然是基於機率:考慮到恆星和行星的龐大數量,生命只在地球上出現的可能性似乎極低。人類是可觀測宇宙中唯一的技術文明的機率被認為小於十萬億分之一。此外,任何一顆適合居住的行星上發展出文明的機率都超過六十億分之一。在可觀測宇宙中估計有200萬億億顆恆星的情況下,其他技術物種存在的可能性極高,甚至可能就在我們的銀河系中。
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