真的有其他住人的星球吗？

Question

如题所述

Answer 1

在浩瀚无垠的宇宙中，有一个漩涡型星 系，在其中一支漩涡臂的边上，有一颗中等 亮星，旁边的第三颗行星，是水蓝色的，上 面存在着万千生物。这，就是我们的地球！

地球上的芸芸众生，各有风貌。但是当 我们仰首夜空，看见繁星点点，我们不禁想 问：在宇宙别处，是不是也存在着类似我们 这样的生物世界？要回答这个问题，我们得 先知道，生物的产生和演化，需要什么样的 环境和条件。

北美洲西南，是一望无际的平坦沙漠。 在沙漠上，我们看到了天地造化，用亿万年 的时间创造出来的一项奇迹，给自然现象的 发生和演化，提供了一个有趣的注脚。

谈到宇宙生物这个领域，很多人都很关 心一个问题，那就是：在宇宙别的地方，是 不是也有像我们人类这个高等生物存在？要 研究这个问题，我们必须先了解地球上生物 演化的过程。很多人很难相信，我们人类是 从当年的单细胞生物一步一步演化而来，可 是那是事实。演化的过程很漫长，但是很简 单，它只有两个条件：第一个是适当的化学 环境，第二个是时间。今天我们就来看一个 有趣的例子，这个例子可以让我们相信，演 化的过程虽然漫长，但是它不断地在发生， 不断地在进行。

我们周遭的这些树干，其实已经不是木 头了。它是一种近乎宝石的化石，这些木化 石是怎么形成的？大约在两亿两仟五百万年 以前，也就是恐龙刚开始在地球上到处乱跑 的时候，有些树木掉落在河水里，随著河流 冲刷而下，停留在今天亚利桑那州的平原上 。随著河水而来的泥浆，覆盖了这些树干， 泥浆渗入木质组织里，产生化学变化。这不 是普通的泥浆可以做得到的。这些泥浆富含 著火山灰，里面所含的化学物质在木质组织 间逐渐产生一种近乎宝石的结晶，逐渐取代 了木质组织，而形成了今天的木化石。这并 不是一个很恰当的生物演化的例子，但是它 给我们一种和生物演化类似的感觉，那就是 ，只要有适当的环境，加上足够的耐心，很 多事情，像是单细胞演化成人类都可能发生 。

也就是因为适当的化学条件和足够长的 时间，给了生命孕育发生之后成长分化的机 会，我们才有了今天这个生物繁茂的大千世 界。的确，无论任何角落，地球上生物的品 类之盛，常让人惊讶赞叹！

古人讲，「仰观宇宙之大，俯察品类之 盛」，这两句话今天在地球上的一个小小的 角落，就能找到最好的例证。这里是美国亚 利桑那州大峡谷国家公园，这里不单是地理 环境的鬼斧神工令人赞叹，它的生态环境也 相当丰富，整个峡谷全长 430公里，里头包 含88种野生动物，25种爬虫类， 280种鸟类 . . . 真的是宇宙之大，品类之盛的最好例 子。我们到了这里，并不会觉得「念天地之 悠悠，独怆然而泪下」，整个峡谷是科罗拉 多河水在过去17亿年的岁月里一点一滴地刻 出来的，让我们感觉到「逝者如斯，不舍昼 夜」，觉得时间几乎是静止。但是我们所感 觉的是对造物神奇的一份敬畏，和对自身所 处环境的一份关怀。

地球上这万千生物的最早起源是什 么？科学家相信，我们可能都来自最简单的 单细胞生物。但是紧接而来的问题是，建构 这些最简单生物的最基本的物质，蛋白质， 是怎么样在原始地球上产生的？

1953年，美国的两位科学家，穆勒和尤 瑞，作了一个实验，他们把甲烷、氨气、氢 气及水蒸气，放在密闭的容器里，插入电极 通电，产生火花。过了一段时间之后，在容 器底端发现了一些黄色液体，检验这些液体 ，竟然在里面发现了胺基酸！

胺基酸可以合成蛋白质，而蛋白质是构 成细胞的基本物质。因此科学家相信，穆勒 和尤瑞所作的实验，非常有可能是生命基本 物质在原始地球上产生的过程。

但是各位或许会奇怪，为什么要找甲烷 、氨气、氢气及水蒸气这四样气体？它们和 原始地球有什么关系？而电火花在四十亿年 前的地球上又由谁来提供呢？

今天我们在地球上呼吸的大气，主要的 成份是氮气和氧气。但是科学家在研究太阳 系其他行星的大气组成之后相信，原始的地 球大气，主要的成分，应该是甲烷、氨气、 氢气及水蒸气四种气体。今天的氧气，多半 是来自火山喷发的二氧化碳，以及植物光合 作用的长期结果。

那电火花的来源呢？近年来，探测木星 和金星的太空船，分别在覆盖这两个行星的 浓密大气里，观测到了闪电，因此，电火花 的来源也找到了。当然，除了闪电之外，太 阳光里的紫外线也可以提供能量，在合成胺 基酸的过程中，扮演催化的作用。

不过在这儿我们要注意一点，太阳的紫外线扮演著一个特殊的角色，它兼有养生及 杀生的双重作用，在合成胺基酸的过程中提 供能量，但在原始生命出现时，又会破坏生 命结构。

因此我们相信，早期的生物，可能 都来自能隔绝紫外线的海洋深处。当生命物 质在原始地球的大气中形成后，在海洋中， 因水的保护而得以成长，到了足够坚强，能 够抗拒紫外线的时候，才能迁上陆地。所以 液态水的存在，是类似地球的生物世界，能 够发展的最重要的一环。液态水，再加上原 始大气、闪电、紫外线，就构成了一幅原始 生命在地球出现的想像图。

穆勒和尤瑞的这个实验，相当具体的描 述出了在原始地球的大气中，产生生命最基 本物质的可能过程。当时，全世界的科学家 ，都为了这个发现，感到无比兴奋，认为人 类终于掌握了生命的起源。

或许吧！我们可能掌握了由无生命物质 合成胺基酸的一条重要途径，不过这只是一 小步。由胺基酸合成蛋白质，是未知的一大 步，而由蛋白质到单细胞生物，是另一大步 。

更不用说由单细胞生物逐渐演进， 层层分化，到今天地球上的众生万物的这些 过程了。如果说，生命物质的产生，到今天 的生物世界是一百公里，那合成胺基酸的发 现，只是走了一公尺。但是不管如何，这是 一个重要的开始。

在了解了我们的世界中生命形成的可能 起源之后，我们不禁想问，这种生命出现的 过程，在宇宙别处，是不是也会发生？

让我们先看看自己的银河。我们的银河里大约有两千亿颗星，假设其中十分之一有 行星环绕，再假设这十分之一中的十分之一 ，行星和母星的距离适中，可以有液态水的 存在；再假设其中的十分之一，母星的寿命 够长，可以给行星足够的时间繁衍生命. . . 。这样子一路假设下来，我们就可以得到 一个粗略的估计，光是在我们自己的银河里 ，就可能存在著多少和我们类似的生物世界 。

美国天文学家德瑞克，把这种估计方法 科学化，加入了更多需要考虑的因素，写下 了著名的「德瑞克公式」。

他首先考虑到的是银河里星星形成的速 率；因为星星的世界里没有永恒，和人的生 老病死一样，星星也有成住坏空，因此每年 新生成多少恒星也就间接决定了行星数目。 这也就是需要考虑的下一项。而这些行星中 ，有多少会落在母星的「生态圈」里─也就 是能存在液态水的区域里？是其次要考虑的 。再来是在生态圈里的行星，产生原始生命 的机率，下一项是这些原始生命发展成为高 智生物的可能。最后一项，也是最关键的一 项，是这些好不容易发展出来的高智文明， 能存在多久？

这些因素并没有一个标准答案，主要是 因为目前观测的能力有限，还无法直接观测 别的恒星周遭的行星系统，也因此我们研究 宇宙生物的样本，目前只有我们自己！

虽然有这些局限，德瑞克提出了这个公 式之后，仍然给了每项因素一个保守的估计 ，除了最后一项，就是高智文明能够延续的 时间。这一项因素，不只是一个单纯的科学 估计，它包含了许多政治和社会层面的考量 。根据德瑞克保守的估计，前面所有的因素 乘在一起的结果，是１。

因此，整个公式的最后一项，也就是高 智文明平均能够存活多久，就决定了我们银 河里有多少高智文明！

如果能延续一千年，那就可能有 一千个高智文明，能延续一万年，就可能有 一万个高智文明散布在我们的银河各处。

德瑞克公式给我们的，只是一个理论上 的估计，但如果我们真的相信，外头有别的 生物存在，而我们也希望和「它们」联系， 我们要怎么样出去找「它们」呢？

最直接的方法，当然是坐著太空船去别 的恒星四周找寻行星，但是简单的计算告诉 我们，即使用当今最快速的火箭，由太阳系 出发，到离我们最近的恒星─半人马座的南 门二，也要三万年的时间。最近的一颗星已 经如此，更不用说我们银河里其余的两千亿 颗星了。想要一一拜访，实在是不切实际。

那我们退而求其次，试著用照相的方法 找寻邻近恒星旁边的行星。然而我们发觉， 这也是不实际的。因为行星本身不发光，光 靠反射母星的光芒，本来就十分微弱，想要 在母星巨大的光晕下显露头角，就如同萤火 虫与皓月争辉，对远方的观测者而言，几乎 是不可能侦测到的。

另有一种寻找行星的方法，在近两年逐 渐证明的确有效。行星虽然观测不到，但它 的存在会对母星的运动产生些微的影响。

举例来说，如果只是单一的恒星，绕著 银河中心旋转，那它运行的路径就是一条平 滑的曲线。但如果这颗恒星旁边有一颗有点 份量的行星存在，因为行星和母星彼此环绕 的关系，对远方的观测者而言，这颗母星是 以螺旋状的路径前进的。一旦观测到这样运行的恒星，就可以倒推出它旁边行星的大小 和距离。

这个理论说来简单，但因为行星的质量 通常比母星小很多，所以母星受到的影响很 小，运行路径的变化非常不容易观察到。但 是在许多天文学家锲而不舍的努力下，这两 年终于有了成果了。

1995年10月，两位瑞士日内瓦天文台的 天文学家梅尔和凯洛兹，宣布了他们两年来 观察飞马座51号星的结果，这颗星呈现规律 的往复运动，周期非常短，只有 4天左右， 按照理论推算，旁边应该有一颗有著木星一 半质量的行星，环绕著这颗星星运行。

这个消息一宣布，马上引起全球科学界 的注意。在别的天体旁边发现有行星环绕， 这不是第一次。

1992年初，科学家发现了远在1600 光年以外的一颗中子星旁边，可能有三颗行 星绕著它运行。但是中子星不但小，更发出 强烈的X-射线和紫外线这些高能辐射，因此 它周遭即使有行星存在，对我们这样的生命 形式而言，也绝对不是一个适合居家旅游的 地方。

但是飞马座51号星就完全不一样了，因 为这颗星几乎和太阳一模一样，这是人类第 一次在宇宙中看到了第二个太阳系。不过我 们对这个行星仍然不能报太大希望。

因为这颗行星的公转周期只有 4天，按 照克卜勒定律估算，这颗行星距离母星不过 短短的七百万公里，是我们太阳系里水星到 太阳距离的八分之一。从这颗行星上看它的 太阳，比地球上看我们自己的太阳大上四百倍。所以它的白天很热。我们的水星表面温度已经高达摄氏四百多度，这颗新发现的行 星，据估计表面温度更高达摄氏一千度，也 不适合地球上的生命形式去那儿安家落户。

不过我们先不要著急失望，因为就在前 不久，天文学家又有了新的发现，这一次找 到的行星系统，就和我们太阳系的环境相去 不远了。

1996年 1月，两位美国的天文学家马熙 和巴特勒，宣布他们在处女座70号星和大熊 座47号星旁边，都找到了行星。这两颗星和 我们的太阳都很类似。

前一颗星的行星离母星大约就是水星到 太阳的距离，不过质量比较大，是木星的6.5 倍。而在大熊座47号星的旁边，据推算有一 个两倍木星质量的行星，就在比火星轨道稍 远的地方运行，周期 3年，这是目前科学家 所发现的和我们太阳系的行星最类似的一个 系统。

这两位天文学家长期监测一百二十颗类 似太阳，又离地球比较近的恒星，目前只分 析了六十颗星，就已经找到了两个行星系统 。虽然这两颗行星都比木星来的大，但是找 到了大的，小的、类似地球的行星存在的机 率也就大大的增加，因此对寻找行星的这个 领域而言，真的是「明天会更好」

Answer 2

真的有