在人類的認知範圍內,地球也許是這個宇宙中最「神奇」的星球了!

2020-12-26 宇宙探索百科

宇宙中任何一個星球,都免不了遭受其他天體的碰撞,只要看看離我們最近的月球,那大大小小的環形山,真是斑痕累累、遍體鱗傷,就會知道,這樣的事件在宇宙中是屢見不鮮,司空見慣的。

應該指出的是,這樣的碰撞,不僅僅是一種偶然的消極事件,也是星球形成過程中的一種原動力。許多星球,正是通過不斷碰撞,俘獲了其他天體,才使自己逐漸壯大起來的。地球就是如此。有關研究表明,地球在46億年以前剛剛形成的時候,並沒有現在這麼大,正是在後來遭受碰撞的過程中,不斷地吸收其他天體,才使自己的質量愈來愈大,大約到42億年以前,才終於達到了現在的規模。

人們自然會問,後來為什麼不繼續增大了呢?這是因為,後來隕星撞擊地球的事件愈來愈少,最終基本上停止了的緣故。科學家們根據對月球巖石的組成和隕石撞擊事件的研究推測,從42億年以前到40億年以前的這段時間裡,每隔i00萬年,地球就要受到一次足以毀滅任何生命形式的猛烈撞擊。

從40億年以前到38億年以前,則變成了每隔1億年才受到這樣的一次撞擊。而從38億以前,也就是說,自從地球上有了生命以後,這種災難性的撞擊事件,基本上就停止了。直到6500萬年前,又發生了一次猛烈的碰撞,結果就導致了恐龍從地球上徹底消失。

有人馬上又會提出這樣的問題:為什麼地球上有了生命以後,災難性的撞擊事件就停止了呢?而當巨大的恐龍在地球上囂張一時不可一世時,又來了一次大碰撞,而使它們銷聲匿跡了呢?科學家們對此還未能找出一種合理的解釋。

但是,科學家告訴我們說,地球所受到的災難性撞擊事件之所以愈來愈少,是與太陽系的結構密切相關的。這是因為,太陽系的所有行星中,地球正好處在中間的位置,而且體積相對比較小,又是石質的。而且,更加幸運的是,就在地球的外側,還有一個巨大的木星,其質量是地球的300多倍,而體積則是地球的1300多倍。

就是把太陽系中其他所有行星的質量加在一起,還不到木星的一半,若與地球相比,確實是個龐然大物。恰恰就是這個木星,像一個天然的屏障一樣,以其巨大的吸引力,吸走了許多本來應該撞到地球上的大大小小的天體。計算結果表明,如果沒有木星的保護,地球遭受外來天體撞擊的次數,要比現在高出100~10000倍之多!在那種情況下,人類是不可能生活在這個星球上的。由此可見,人類是何等的幸運!

不僅如此,地球軌道的大小,和它到太陽的距離,也是恰到好處。天文學家計算的結果表明,如果地球的軌道,比現在的軌道只要小5%,在地球形成的早期階段,就會發生強烈的溫室效應,就像現在金星上那樣,地球上的溫度,將會上升到足以使所有的海水都蒸發乾淨。

而如果地球離太陽的距離再遠1%,那麼早在20億年以前,地球就會發生災難性的冰川現象,就像現在的火星上那樣,使所有的海水全部凍結起來,地球上的平均溫度,將會處在零下50℃左右。在那樣的環境中,不可能演化出任何生物。

當我們討論地球的唯一性時,不能忘記月亮的功勞。我們知道,與太陽系其他行星的衛星相比,月亮是非常巨大的,它是太陽系中6顆最大的衛星之一。

月亮的存在,對地球的穩定起到了至關重要的作用。計算的結果表明,可能正是月亮的引力,才使地球的赤道平面與其繞太陽旋轉的軌道平面保持著23.5度的傾角,所以才會有一年四季。而四季的變化,對地球上的氣候和生物都是至關重要的。不僅如此,有關的研究還表明,如果沒有月亮,木星的巨大引力就會使地球傾斜過大,同樣會造成無法控制的溫室效應或者冰川作用,地球上的液態水也就不可能存在了。而地球上的液態水,則是生命誕生和演化所必不可少的條件。

如果說,地球的狀態,完全是由一系列似乎是經過周密策劃和精確計算出來的巧合疊加在一起的結果,那麼,生命的出現,就更加偶然。根據科學家們計算的結果,要在地球上,通過某些偶然事件而生成生命所必需的所有蛋白質,其概率大約只有1040000分之一。

而且,即使有了這些蛋白質,也不一定就能出現生命,因為從蛋白質到生命,仍然有一段很長的路。現在,科學家們利用現有的實驗手段,幾乎可以製造出構成生命所必需的所有蛋白質。但是,儘管他們挖空心思,絞盡腦汁,卻沒有辦法利用這些蛋白質,拼湊出一個哪怕是最簡單的生命。由此可見,生命的出現,真是一個不可思議的奇蹟。

實際上,生命和宇宙一樣,都是無中生有。按照大爆炸理論,宇宙是由一個無窮小的點急劇膨脹而形成的;同樣的,生命的出現,也是從一個極其微小的原核細胞開始的。

宇宙首先生成的,是構成各種物質的基本元素:而生命首先出現的,則是作為複雜生命先驅的最原始的單細胞生物。元素是由原子核和電子構成的;而細胞則有細胞核、細胞質和細胞壁。原子核裡面有質子和中子;而細胞核裡則有染色體、基因和核基質。宇宙在演化過程中,首先由元素構成了各種物質,然後再由物質凝聚而形成星雲、星球和星系;同樣的,生命在進化過程中,首先是由細胞製造出來各種蛋白質,然後再有不同的蛋白質進行組合,構成各種各樣複雜的生命形式。

在宇宙中,物質和能量不斷轉化,維繫著宇宙自身的活力;在生命中,則是靠物質和能量的不斷轉換,維持著生命的新陳代謝。宇宙中所有的星球乃至整個宇宙,都有生有滅,循環往復;地球上所有的生物乃至地球本身,也都有生有死,世代交替。當星球衰老和死亡時,構成它們的物質並沒有消滅,只不過是從一種形式變成了另一種形式。例如,恆星老死了,變成了白矮星或黑洞。

流星燃燒了,變成了塵埃和氣體,剩餘的部分撞到了地球上,則變成了隕石;同樣的,生物死了以後,組成它們的物質也還是照樣存在的,只不過是改變了其存在的狀態而已。例如,人死了以後,身上的水分蒸發了,變成了水蒸氣。身上的肉腐爛了,變成了腐殖質。剩下的骨頭也會慢慢分解,變成碳和鈣等元素,重新回到了土地裡。由此可見,宇宙和生命,何其相似,都從無中來,又回到無中去。

當然,宇宙與生命,還是有著本質的不同。首先,宇宙的規模要比生命的尺度大得多。也許正因為如此,所以宇宙的周期也要比生命的周期長得多。例如,宇宙的存在,大約已經有140億年了,銀河系大約有100多億年,太陽系也已經有50億年的歷史。然而,生命的周期,有的只有幾天,例如細菌;有的是幾十年,例如人類;活得最長的是一種水母,也逃不過只被吃的命運。

其次,宇宙是死的,不能繁殖;生命卻是活的,可以一代一代繁衍下去。宇宙在大爆炸之後,是從逐漸冷凝的氣體雲中凝結出了各種各樣大大小小的星球;而生命出現的初期,卻是通過細胞分裂在飛快地繁殖。到了大約6億年以前,生命中出現了兩性之別,開始了有性繁殖,結果導致了生物大爆炸。而無論是整個宇宙,還是其中的星球,都不可能通過兩性來繁殖。這也是生命和非生命最重要的區別之一。

第三是能量。宇宙是由自身的能量維繫的,而生命卻必須依靠外界的能量,主要是靠太陽的能量而生存。

但是,有一點必須說明的是,生命是連續的,從它誕生的那天起,一直延續至今,還將繼續延續下去。這是因為,從第一個生命出現之後,通過分裂而有了第二個生命。第一個生命死了以後,第二個生命仍然活著。因為第二個生命正是從第一個生命分裂出來的,所以第一個生命並沒有完全死亡,而是把它的一部分傳給了第二個生命。人類也是一樣,父親的精子和母親的卵子都是活的,它們是父母生命的一部分,一旦相互結合成受精卵,便把他們的生命延續給了兒子或者女兒。

由此可見,生命是一個連續的過程,從它誕生的那天起,一直延續至今,已經有38億年的歷史,如果不出意外,還會繼續繁衍下去。基因的研究進一步說明了這一點。最原始的生命的基因鏈是很短的,大約只有幾千個鹼基對。

而人類的基因鏈則要長得多,大約有60億個鹼基對,基因鏈的由短變長,鹼基對的由少變多,正是由於生命連續進化而積累起來的結果。在人類長長的基因鏈中,也包含著最原始生命的基因組合。從這個意義上來說,生命和宇宙一樣,也是一個相當漫長的過程。

作為生命最高形式的人類,是有著高度智慧的生物,可以觀察和研究宇宙。如果沒有人類,宇宙的存在,生命的有無,又有誰會在乎呢?

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