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生命“宜居”为什么难之又难?
杨洋//www.workercn.cn2014-04-23来源:北京日报
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艺术家描绘的“宜居带”内系外行星开普勒-186F。

  美国《科学》杂志17日刊文说,天文学家借助开普勒天文望远镜,发现第一颗与地球体积近似且位于“宜居带”的行星。这颗行星被命名为开普勒-186F,围绕一颗距地球约500光年的红矮星运行。在这个星系中,共有5颗行星,开普勒-186F是最外层一颗。从其距离看,正好位于可保有液态水的“宜居带”外层。

  一般认为,生命宜居需要满足这样几类基本条件:它必须是具有岩态表面的类地行星; 它必须与地球大小相似。如果行星太小,不仅会因为引力太小而使大气四散逃逸,还会留不住足够的水。而行星太大会把过多的氢气、甲烷和氨气留下来,同样使生命无法诞生或生存;而且,它必须是在宜居带附近的行星,具有合适的温度,使水能刚好保持液态。

  然而,即便满足了上述条件,生命的产生也是十分不容易的一件事情。以我们地球的情况来看,生命的产生还和其他看似非常苛刻的条件有关:

  如果太阳寿命不够长 太阳自诞生以来已经过了46亿年。这样长的时间足够生命的诞生和进化。如果太阳的寿命不够长,很快就会发生“超新星爆炸”而毁灭,那么在太阳周围的行星上自然不会有足够的时间诞生出生命。

  如果地球自转轴的倾角不是23.40 地球有温和的季节变化,多亏了自转轴有23.40的绝妙倾角。否则,赤道区域将受到来自恒星强烈光照,而两极地区由于缺少光照变得更加寒冷,那对生命无疑是更加严酷的。

  如果没有木星 地球的外侧有一个巨大的木星,其质量是地球的300多倍,而体积则是地球的1300多倍。恰恰就是这个庞然大物,像一个天然的屏障一样,以其巨大的吸引力,吸走了许多本来应该撞到地球上的大大小小的天体。

  如果没有月球 本来,地球自转轴的倾角也有很大变动,不过由于它的近旁有一个异乎寻常大的月球,地球自转轴倾角的变动幅度才被限制在正负1度的范围以内。地球自转轴的倾角不稳定会使其气候频繁变化,环境自然要比现在恶劣得多。

  如果地球没有磁场 太阳不仅发光,还在不断地向外辐射粒子。假如没有地磁场,从太阳发出的强大的“太阳风”,就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下,地球的大气成分可能不是现在的样子。

  如果地球自转速度太慢 假定地球一年只自转一周,在那种情况下,地球总是以其特定的一侧半球朝向太阳,永远是白天,而另一侧半球则总是背向太阳,永远是黑夜。那样的地球白天半球将为一片沙漠,而黑夜半球到处是巨大的冰川。

  类似的情况我们还可以举出一些。正是这么多偶然的因素凑在一起,才使地球具有了生命演化和生存的条件。虽然生命的产生不必完全仿照我们的地球,但是从这里也可以看出,生命的出现是一件多么不容易的事情。

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