银河系里,到底有没有其他生命体?
小时候夏天躺在楼顶的凉席上,看着那条横跨夜空的模糊光带,我第一次问老爸:“那条河里,有人住吗?”他想了想说:“应该有吧,不然那么多房子空着多浪费。”这个朴素的回答,我一直记到现在,后来自己看了不少书和纪录片,才发现这个问题比我想象的复杂得多,也迷人得多。
先搞清楚咱们在聊的“银河系”有多大
说实话,我第一次知道银河系数字的时候,脑子里完全没概念,1000亿颗恒星是什么体验?打个比方你就明白了,假如你每秒数一颗恒星,不吃不喝不睡,需要数3000多年才能数完,这还只是恒星的数量,不算围着它们转的行星。
后来天文学家开普勒太空望远镜帮了个大忙,它盯着天空中一块巴掌大的区域看了好几年,发现了一个规律:几乎每颗恒星都有行星相伴,这意味着什么?意味着光我们银河系里,行星的数量可能就高达几万亿颗,这个数字大到我每次想起来都有点眩晕。
生命需要什么?地球给了些线索
咱们地球上所有的生命,从南极冰层下的小虫子到深海热泉边的盲虾,似乎都离不开几样关键的东西:
- 液态水——几乎所有生化反应都需要在液态介质里进行
- 碳基有机分子——碳元素特别擅长“搭积木”,能组成各种复杂的生命分子
- 稳定的能量来源——恒星的温和辐射,或者地球内部的地热
- 足够的时间——地球上从无生命到有生命,大概花了几亿年
问题是,光靠水、碳和能量,就一定会诞生生命吗?这是目前最大的盲区,我们只有一个样本,就是地球,从化学物质到第一个能自我复制的细胞,那个飞跃到底有多难,我们完全不知道,可能容易得像煮开水,也可能稀有到全宇宙只发生过一次。
一个经典的“灵魂拷问”——费米悖论
物理学家恩里科·费米有次和同事聊外星人,突然问了一句:“他们都在哪儿?”这就是后来著名的费米悖论,逻辑很简单:
- 银河系已经存在了130多亿年
- 如果智慧生命是普遍现象,有些文明可能比我们早诞生了几百万甚至几亿年
- 就算用最慢的速度,花几百万年也能用探测器或飞船填满整个银河系
- 可是,我们什么也没看见,天空一片安静
这种安静让人有点发毛,就好像你走进一片巨大的森林,理应听到鸟叫虫鸣,结果却死一般寂静。
解决这个悖论的几种可能
科学家们头疼了几十年,提出了各种解释,我把比较靠谱的整理了一下:
| 解释类别 | 核心观点 | 解读一下 |
| 稀有地球假说 | 复杂生命的诞生需要无数巧合,我们可能是银河系独苗 | 这个假说让人既骄傲又孤独,地球的板块构造、大号月亮、木星当“保镖”挡小行星……这些条件可能真的很难复制 |
| 大过滤器假说 | 从单细胞到智慧文明之间存在一道几乎过不去的坎 | 如果这道坎在我们身后(比如生命起源本身),那是个好消息;如果在我们前面(比如技术文明都会自我毁灭),那人类要当心了 |
| 黑暗森林假说 | 大家都藏着,因为暴露等于找死 | 刘慈欣《三体》里的观点,很冷酷,但作为生存策略倒是说得通 |
| 生命形态太不同 | 外星智慧用的是我们完全无法理解的信号 | 就像蚂蚁无法理解WiFi,我们可能浸泡在信号里却不自知 |
| 时间差的问题 | 文明在时间和空间上都错开了 | 银河系130亿岁了,文明此起彼伏,刚好同时存在又住在附近的概率极低 |
每次看这些假说,我的心情都会在上头和沮丧之间反复横跳,不过转念一想,我们真正严肃地搜寻地外文明,其实也才几十年,连自家银河系的冰山一角都没探索完。
科学家们到底在怎么找?
现在认真搞搜索的主要分三路:
第一路:听信号
SETI研究所的艾伦望远镜阵列天天对着星空听,希望找到非自然的、有规律的无线电信号,目前为止听到的都是自然界的噪声,还没听到“外星广播电台”。
第二路:看大气
詹姆斯·韦伯太空望远镜可以分析系外行星大气层的光谱,如果发现氧气、甲烷、水蒸气同时存在,而且比例不对——甲烷和氧气会自发反应,能同时大量存在说明有东西在持续补充,那很可能就是生命,最近韦伯在K2-18b这颗行星上探测到了二甲基硫醚的可能特征,虽然还需要确认,但当时那个新闻让天文圈小小炸了一下,在地球上,这种气体几乎只由海洋浮游生物产生。
第三路:自家后院翻翻
木卫二的冰壳下面是液态水海洋,土卫六有甲烷湖和浓密大气,说不定我们会在太阳系内先找到答案,那些探测器正一个个往那儿赶。
如果找到了,会是什么样?
很多人以为发现外星人会是“飞碟降临白宫”那种电影场面,人类收到的第一个外星生命信号很可能就是光谱图上一个小小的、有争议的凸起,科学界会先吵几年架,把观测误差和仪器故障的可能性一个个排除,然后谨慎地发一篇论文说“该信号与生物活动特征一致,但无法最终证实”。
然后几十年过去了,人类可能已经确认几百颗系外行星上有生命迹象,但怎么联系上?根本联系不上,最近的恒星比邻星离我们4.2光年,用现在的技术发个消息,4800年后能收到回复就算奇迹了,几十亿颗生命行星散布在银河系里,就像几粒发光尘埃散在太平洋那么大的黑暗里。
这种“知道彼此存在但永远无法触碰”的关系,想想也挺有意思的,像两个人在完全黑暗的夜里各自举着一根火柴,隐约看到了对方的微光,但怎么也走不到彼此身边。
我的朴素想法
我爸当年那句“不然那么多房子空着多浪费”,其实藏着一个统计学直觉,宇宙这么大的体量,如果只诞生过我们一个生命样本,某种意义上比诞生了很多个还要诡异,碳、氢、氧、氮这些能组合成生命的元素,在宇宙里到处都是,和你车窗上沾的灰尘成分差不多,宇宙在化学层面已经为我们铺好了路,路的尽头有什么,可能只是时间和发现手段的问题。
前几天晚上我又到阳台看了看星星,城市的灯光污染严重,看不到小时候那条模糊的银河了,但我知道它还在那儿,几千亿个太阳,几万亿个世界,在头顶默默旋转,我老婆在屋里喊我吃西瓜,我说马上来,心里却想着——也许就在此刻,某个遥远星球上也有人正抬头看天,想着同样的事情,就这一瞬间,我觉得宇宙好像没那么冷冰冰了。