有科学家这样比喻,宇宙中产生地球中这样的生命就好比把一块手表拆成几百个零件,然后把它们扔到海洋中,依靠海水的潮汐流动让这些零件重新组成一块手表。
这是什么样的概率?产生生命的条件到底有多么苛刻?
1.银河宜居带
很多观测到的星系,包括我们的银河系,都包含着数千亿颗恒星和行星,但是其中大多数星球都处在无法供养生命的死区。
而银河系中可能存在复杂生命的区域叫做银河宜居带,其主要特征是距离银河系中心的位置刚刚好。
银河系和每个星系的中心都有一个超大质量的黑洞,在这些黑洞的周围,有很多演化到末期的恒星,中子星和白矮星,这些天体的引力作用极为强大,有着巨大的辐射,这可能会改变地球的气候,导致地球上的一切要么变异,要么死亡。
如果离银河系中心太远金属丰度又会不足,银河系从内到外金属丰度逐步递减,在银河系外围,金属丰度太少就很难形成固体行星,更多的是形成生命不太可能存在的气态行星,而且在外围分子气体极为稀薄,难以维持像地球中这样的生命。
科学家估算出整个银河系大概只有5%的行星处于宜居带上。我们来看看下一个条件。
2.恒星宜居带
地球上的生命都属于碳基生命,而我们碳基生命必须依赖于液态水才能生存。虽然水的成分氢和氧在宇宙中大量存在着,但是我们平时生活中随处可得的液态水实际上非常稀有。
这意味着必须和恒星保持一个微妙的距离,近一点水就会被蒸发,远一点就会被冰冻。即使不考虑水,太热或太冷的温度都不可能产生生命。想要产生生命,这个星球就必须处在恒星宜居带的某一个点上。
而在太阳系中,只有地球处在太阳系最佳宜居带上,宜居带的距离并不是固定的,还要考虑到恒星的体积和质量,太阳风的强度,行星的磁场和大气浓度。
而放大到宇宙的尺度来看,这个距离就非常难得了,这就好比从太空中随意扔下一颗弹珠,刚好掉进你面前的杯子里,就是这样巧合。
3.行星排列
这个条件更加苛刻,如果地球只处在宜居带上,而没有其它的几大行星,那么地球上也不可能存在生命。
太阳巨大的引力不停地吸引着众多的小行星和陨石,而处于地球外围的两颗巨大气态星球,木星和土星则抵挡了大部分的致命撞击。
1994年,苏美克列维9号彗星撞击木星,释放出的能量等同于6万亿吨TNT,这相当于3亿枚广岛原子弹的当量。
如果没有木星,这颗彗星将会直接撞击地球,必定会造成地球物种的毁灭,而如果没有木星这样的行星,地球受到这样的撞击次数在过去的几十亿年里还会被放大成千上万倍。
而NASA目前寻找到的100多颗超级地球即类地行星,像地球这样周围有木星这般巨大体积的气态星球的行星几乎没有。
实际上在目前观测到的恒星系统中具有木星和土星这样体积的巨大气态星球的恒星系统不到1%,这就大大降低了类地星球生命诞生的可能性。
而太阳系的行星排列更是巧妙,正好是靠近太阳的四颗行星为岩石星球,而外围的四颗行星为气态星球。气态星球的体积一般都比较大,这样在外围阻挡了各种小行星和陨石的撞击,为生命的诞生提供了可能性。
而木星的引力正好让地球处在一个微妙的位置,不然地球一定会更加靠近太阳,下场将会和水星一样,白天高达400多度,晚上零下100多度,无法产生生命。
4.地球大小
一般来说,比地球大50倍以上都会形成气态行星,气态行星上很难产生生命的,首先气态星球的自转都很快,第二是气态行星上的大气活动剧烈,没有生命繁衍的良好环境。
即使这颗气态行星正好落在恒星的宜居带上,具备合适的温度,但是由于整个星球的生态环境都是大气,而生物最多只能是漂浮在大气中的有机物,这样的有机物可以诞生文明吗?
而比地球小的行星,又无法容纳太多的大气层,地表温度变化多端,很难形成液态海洋。
所以这些条件都是环环相扣缺一不可的。
5.天文学事故:月球
地球特别之处在于它有一颗和它体积完全不相称的卫星,也就是月球,这个独特的现象不仅在太阳系,并且在观测到的几百颗超级地球里也是独一无二的。
月球绝对是一个bug般的存在,为什么这样说呢?
关于月球最神秘的一个现象就是日全食,即月球移动到地球前面,刚好挡住太阳,日全食并不稀奇,太阳系的很多卫星都能制造日全食,但是都不完美,而只有月球制造了一个完美的日全食,一点不差。
太阳直径是139.2万公里,月球的直径是3476公里,也就是说太阳的直径是月球的400倍,地球到太阳的距离是14960万公里,地球到月球的距离是384401公里,太阳到地球的距离也是地球到月亮的400倍。
一点不多,一点不少,所以从地球上望去,月球和太阳大小几乎一样。月球不大不小,准确无误的和太阳重合,这在天文学上被称作天文学事故,是巧合中的巧合。而这种巧合的意义是什么?
在天文学中有个洛希极限,指的是两颗天体,可以保持平稳运作的最短距离。超过这个距离,较小的天体就会被引力扯碎分解,成为较大天体的星环,比如说土星的星环。
而天体间平稳运行的最远距离叫做希尔球,只要不超过希尔球的范围就可以成为卫星。
月球距离地球的洛希极限是2万公里,希尔球是150万公里,也就是说月球可以在距离地球2万到150万公里的这么大的范围内成为地球的卫星,但是月球为什么偏偏在38万公里这个可以制造完美日全食的距离呆了下来?
在地球刚刚诞生的时候,地球的自转很快,一天只有5小时,因为月球的到来,月球的潮汐力让地球自转减速,让地球慢慢减速到需要24小时完成自转。
可以说月球的引力是地球自转轴最好的稳定器,它使地球地轴与公转平面保持66度34分的角度,使地球一年有了四季变化。如果地球没有四季人类将永远无法在高纬度的冬天中生存下来。
那么人类只会聚集在地球的热带腹地生活,干旱的地带无法种植农业,农业不发展人类的种群数量会很容易达到灭绝的地步。
而农业中最重要的物种小麦则只能在凉爽的秋天生长,而这时的地球只有夏季和冬季,所以小麦不会被发明出来,那么人类的结局将是悲惨的。
更重要的是月球的存在,让地球海洋出现了潮汐起伏,这种潮汐带来的摩擦力,使地球内部温度剧增,带电荷的地心熔岩融化,从而产生了强大的地球磁场。
磁场变成一个保护盾,减少了来自太空中宇宙射线的侵扰,如果没有这个保护盾,地球大气层将很快被太阳风吹走,海洋也将蒸发殆尽。地球上的生命得以延续,全靠这个磁场的庇护。
也就是说没有月球就没有地球上的生命,就没有我们。
改变月球和地球的距离就可以让地球上的环境发生巨变,月球离地球更近一些就会加速地球自转,全球的火山都会爆发,离地球远一点,地球气候就会变冷,世界将变成一片冰原。
也就是说没有月球就没有地球上的生命,就没有我们。
综上所述,这些条件只是产生地球生命的必要条件,其中任何一个条件都无法单独促成其他条件的形成,又或者是缺少任何一个条件都不行,必须是在一系列机缘巧合中同时出现才有可能诞生地球生命。
至于后来,你父亲如何遇到你母亲,当年你又如何战胜了几亿精子得以存活?这一切都是最大的巧合。
不论你的生活过得是否如意,你都有机会见到森林,海洋,高山,白天你能看见几万年前产生的日光,晚上你能看到反射恒星的行星光芒,包括现在躺在床上看我的文章,这一切都是最大的奇迹,你有什么理由不珍惜呢?
关注我,带你领略世界奇妙之处。