音頻科普：什么樣的星球上能有外星人？

像地球這樣的行星上，會(huì)誕生演化出智慧生命。那么，能擁有智慧生命的星球應(yīng)該是怎樣的呢？
首先它是一顆圍繞恒星運(yùn)行的行星。
地球所圍繞的恒星是太陽。
沒有太陽就不會(huì)有地球上的生物。因?yàn)榈厍蛏系囊磺猩锒贾苯踊蜷g接地依賴于太陽提供的能量——太陽能。植物利用太陽能將二氧化碳和水生成碳水化合物，將太陽能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存起來。所以，植物光合作用的結(jié)果是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存。動(dòng)物不能直接利用太陽能，而是靠食用植物而獲得生命所需要的化學(xué)能。
行星的年齡不能太年輕。我們的地球有45-46億歲。地球上的生命從簡(jiǎn)單形態(tài)進(jìn)化為智慧生命經(jīng)過了相當(dāng)長的時(shí)間。因?yàn)檫@一進(jìn)程要經(jīng)過突變、自然選擇。在地球上，這一過程所用的時(shí)間大約35億年。所以，只有在年齡比較老的行星上才有希望發(fā)現(xiàn)智慧生命。
行星表面要有適宜的溫度。我們知道，生命活動(dòng)主要是互相協(xié)調(diào)的許多復(fù)雜的化學(xué)過程的總和。如果沒有有機(jī)化合物，就不可能產(chǎn)生生命，而這些有機(jī)化合物的形成，以及生命體的生命活動(dòng)都要求有合適的溫度條件。
行星圍繞恒星運(yùn)行。如果非?？拷阈?，則行星上的溫度對(duì)于生命的產(chǎn)生及發(fā)展來說將會(huì)過高。如水星，它朝向太陽的一面溫度高得使鉛能熔化。在離恒星很遠(yuǎn)的地方，溫度又會(huì)太低。但對(duì)于生命活動(dòng),高溫比低溫危險(xiǎn)得多。一般最簡(jiǎn)單的物種,如病毒和細(xì)菌，可以在較低溫度下存活。所以對(duì)于具有行星系統(tǒng)的恒星周圍，都有一個(gè)“宜居帶”，在這個(gè)帶中的行星會(huì)具有適于生命產(chǎn)生、發(fā)展的溫度。對(duì)于不同的恒星來說，宜居帶的范圍是不同的。恒星的光度越高,生命可居住帶的范圍越大。因?yàn)樾行堑谋砻鏈囟?span style="box-sizing:border-box;padding:0px;border:0px;vertical-align:baseline;outline:none;list-style:none;">,主要取決于單位時(shí)間內(nèi)落在單位表面積上的來自恒星的輻射量。而地球正處在太陽的宜居帶。
行星要像地球這樣，有非常豐富的液態(tài) 水。從地球的衛(wèi)星照片看到地球是個(gè)蔚藍(lán)色的星球,主要部分是海洋。水可以以固態(tài)(冰)、液態(tài)(水)和氣態(tài)(水蒸氣)三種狀態(tài)存在。而地球上存在著大量的液態(tài)水,這是生命必不可少的條件?，F(xiàn)在有充分證據(jù)證明，最初的生命形式是在水中產(chǎn)生的。在生命活動(dòng)中,水也是必不可少的。地球的水大部分存在于海洋中，71%的地球表面被海洋覆蓋,平均深度為3.8千米。還有極小的一部分以水蒸氣、云等形式懸浮在大氣中。正是這極小的一部分水通過蒸發(fā)一降水的循環(huán),來灌溉土地,維持著湖泊和河流,對(duì)生命起著至關(guān)重要的作用。
行星的質(zhì)量要與地球相當(dāng)。這樣的質(zhì)量不太大,?也不太小，剛好吸引住較為濃密的大氣。如果質(zhì)量太大，接近木星或土星,則引力將保留住星球形成時(shí)的原始大氣。而原始大氣具有與恒星幾乎相同的化學(xué)組成成分，氫和氦占很大比例。如果大氣中氫含量豐富，那么行星上將形成氨、甲烷等以氫為主體的化合物，都是一些有毒氣體,一般不可能形成生命體。如果行星質(zhì)量太小，大氣中的分子、原子會(huì)很快散失。如月球，質(zhì)量為地球的1/80，它沒有大氣層。所以,行星上要產(chǎn)生、演化出生命,它的質(zhì)量有上、下限的限制。估計(jì)下限為地球質(zhì)量的百分之幾，而上限為地球的幾十倍。這個(gè)生命的質(zhì)量范圍還是很寬的。
行星要有含氧豐富的大氣層。地球在產(chǎn)生生命之前，大氣的化學(xué)成分有一個(gè)漫長而復(fù)雜的變化過程,最終導(dǎo)致有機(jī)分子的形成。正是這些有機(jī)分子形成復(fù)雜的生命形式，才出現(xiàn)智慧生命?，F(xiàn)在,地球大氣是獨(dú)一無二的。由于地球上的植物在太陽的幫助下,依靠葉綠素進(jìn)行光合作用,用幾個(gè)CO₂分子和H₂O分子合成葡萄糖,同時(shí)釋放出氧氣。這樣,經(jīng)過漫長的時(shí)間,大氣中的CO₂成分大量減少,被大量的O₂替代,而金星和火星大氣中卻被CO₂充斥。
從行星的發(fā)展史來看，形成地球現(xiàn)在的大氣層是一個(gè)奇跡。因?yàn)樗c原始行星大氣不同,其中21%的大氣是由化學(xué)性質(zhì)活躍的氧氣組成的。這完全是由于地球上生命活動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果,不同于其他太陽系內(nèi)行星的大氣。這說明生命活動(dòng)會(huì)影響它所居住的星球。
從對(duì)我們地球的分析中，可以得出能夠產(chǎn)生智慧生命的星球的條件：
①是一顆年齡較大的行星。
②有適宜的溫度，也就是要處于恒星的宜居帶內(nèi)。
③有合適的質(zhì)量，不能太大，也不能太小。
④表面有豐富的水。
⑤有含氧豐富的大氣。
那么，尋找外星球的智慧生命主要是尋找滿足上述條件的行星?？赡茉诓煌耆珴M足或完全不滿足上述條件的星球上也存在我們不能理解的智慧生命。但我們確信，滿足上述條件的星球上，更可能存在像我們?nèi)祟愐粯拥耐庑侨恕?br> ?





關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對(duì)話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)