创造了“宇宙大爆炸”一词,却一直挑战宇宙大爆炸理论的已故英国天文学家弗雷德·霍伊尔曾经写过一部科幻小说——《黑云压境》。
虽然故事情节不算是一流,但是描述了一种完全在太空生存的生命——智慧星云,这些智慧星云来到太阳系,给人类文明带来致命打击。
那么有可能存在一种生物,它们不需要以任何行星或恒星为家园,自由“行走”在太空中吗?
其实很难回答这个问题,因为科学对于“生命”的定义仍然不是特别的明确,我们甚至不知道是否存在其它的生命形式。
我们所了解的是复杂的碳基生命,这些生命使用水作为反应介质,但是其它的呢?没有人知道。
在这里我只能给出自己的答案:不可能存在。
但谁也不能绝对肯定,只能以现有已知的以化学为基础的生命必要条件是什么,再结合现代物理学关于太空的条件,得出真正生活在太空中的“动物”是很难形成和存在的。
物质和能量很难在太空得到
假设该生命以物理和化学为基础,那么它就必须要两样东西:原子和能量。这是最基本的,要不然任何化学物质都不可能存在。
而这两种东西在太空中都很难获得,我们在太空中所知道的唯一持续的能量来源是恒星的辐射,这也是为什么地球生命出现在太阳系中。
图为:地球生命难以在太空中生存
原则上,我们可以想象生命在星系空间(如在太阳系内)中,围绕在恒星的轨道上进化,但是仍然存在物质的问题。
地球大气层大约每立方厘米有10^19个分子(主要是氮和氧)。我们最好的真空实验室可以降到大约每立方厘米10^12个粒子,大约是大气的千万分之一。
在月球上,也有微弱的气体悬浮在其表面,大约是10^6个粒子,比我们实验室里的真空稀薄一百万倍。
但是,星际空间平均每立方厘米只有一个粒子,通常是一个氢原子。虽然有些星云的密度稍高一些,但在大多数情况下是几乎什么也没有。
这是由于重力是伟大的物质浓缩器,是重力让许多粒子聚集在一起,从而能够相互作用。
在完全失重的太空中,很难将足够多的物质长时间聚集在一起,更不用说那些复杂到足以维持生命的物质了。
现在,我们可以试着把它拼凑起来,想象生命在小行星或小卫星上发展,有足够的引力慢慢地吸引原子,但又不足以让生物逃脱。
如果这些生物在微重力环境中进化,没有可感知的大气,它们可能在太空中生存,但还有其他潜在的问题,比如生命可以在没有液态介质下进化吗?
没有液态就难以维持化学反应
如上所述,也许某些种类的生命可能具有在太空中生存的“孢子”,但无论一个生命的构造如何,在太空中进行生命正常的化学反应都是一项艰巨的任务。
首先,生命似乎需要液体。光靠气体(或等离子体、电场等)本身无法维持任何一种持久的结构,而固体根本不能促进生命所需要的那种复杂反应。
在整个宇宙中,液体都是相当罕见的。银河系中的大部分物质,要么是炽热的离子化的等离子体(如在恒星中),要么是在极冷的星际空间深处冻结的坚硬物质。
当然,我们可以想象其他的生命形式,但就地球生命而言,“液态”是必要条件,生命存在的方式很窄,因为它需要一些必要的化学反应。
另外,在宇宙中,不论什么化学形式,允许各种有序的常规的相互作用条件都非常罕见。
图为:灿烂太空条件却恶劣
星际空间条件恶劣
在宇宙空间中不是太冷就是太热,充满了各种辐射和灼热的宇宙射线,这些能量能够维持生命吗?答案是:也很难。
在地球上,我们生活在一层温暖的空气之下(由于重力的限制,空气本身就是一种流体),而这层空气,连同我们的海洋和湖泊,使太阳辐射的通量受到控制。
陆地上的光合作用几乎驱动了地球上所有的生命(直接或间接),而它之所以能够这样做,是因为太阳辐射并不是特别强烈。
即使是在地球这样的距离,暴露在太阳未经过滤的射线下,也可能导致几乎所有生命死亡。
相比之下,一个漂浮在外太空的生物,它们必须能够吸收某种可用的能量,并将其转化为其功能所必需的形式。
但是,想要吸收这些能量就会受到这些能量的威胁,它们将会不断地受到周围所有恒星的突然爆发威胁,生命几乎不可能在这种不稳定的条件下进化。
图为:假象的太空水母
最后
在影视作品中,我们经常会看到各种各样的外星生命,有些能在真空中存在,总是带给我们一些震撼。
无论如何,真正生活在太空中的“动物”确实难以想象,但大自然做了很多我们很难预测的事情,所以我们不能说某某事情是不可能的。
也许这种生命真的存在,它们的DNA适应了严酷太空,只是没有书中所描述的那样像“太空牛群”一样,而是像“太空水母”呢,至少现在无人知晓。