太陽上會進化出等離子體生命嗎?

2020-12-05 火星科普

本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文。

地球上存在千姿百態的生命,但放眼太陽系中的其他星球時,那些星球上似乎沒有生機。正因為如此,在搜尋外星生命時,類似地球的系外行星總是受到天文學家的青睞。但在浩瀚的宇宙中,不同於地球的星球上會進化出生命嗎?例如,太陽上會存在生命嗎?

什麼是生命?

根據生命的定義,生命之所以有別於物體,是因為生命存在生物過程,能夠進行新陳代謝,對外界的刺激產生回應,並且還能進行繁殖。從生物學角度來看,新陳代謝與繁殖是生命的標誌。

另一方面,從熱力學角度來看,生命是低熵體。熵反映的是系統有序度,有序度越高,熵越低。生命會不斷從周圍環境中獲取有能用,從而降低自身的熵,維持低熵體的狀態。作為低熵體的生命並不違反熱力學第二定律,因為生命在消耗能量時會導致整個宇宙的熵增加,熵增原理始終成立。

太陽上的物質狀態

太陽上存在著元素周期表中的各種自然元素,主要為氫(質量比例73.5%)和氦(24.9%),另外還有氧、碳、鐵、氮、矽和硫等元素。不過,這些元素不像地球上那樣組成固態、液態或者氣態的單質、化合物,它們是以等離子體的形式而存在。

太陽上的溫度極高,表面平均溫度超過5000攝氏度,而中心溫度更是超過1000萬度。在這種極端高溫的環境中,中性原子無法存在,電子獲得能量之後會脫離原子核的束縛,成為自由電子,這就是物質的第四態——等離子態。等離子體的某些物理性質類似於氣體,它們都沒有固定的形態。

太陽上的等離子物質會組成生命嗎?

從目前已知的情況來看,等離子體無法形成有機大分子,它們不可能產生類似地球上的生命形式。但太陽上存在很強的磁場,帶電的等離子體會受到磁場作用而形成穩定的等離子環,它們可能會像原子那樣構成一種特殊的生命形式。

如果存在等離子體生命,它們能夠藉助磁場進行某種意義上的新陳代謝,並能自我複製,它們可以吸收太陽能來維持低熵的狀態。等離子體生命可能非常龐大,尺寸可達數公裡,因為每個構成它們生命單元的等離子體環中包含大量的原子核和電子,但這相對於體積龐大的太陽仍然很小。

然而,遺憾的是,目前沒有證據表明太陽上存在等離子體生命,我們也不知道該如何探測這種可能存在的生命形式。

死亡恆星上可能會有生機

除了像太陽這樣的主序星之外,著名天文學家弗蘭克·德雷克(Frank Drake)描述了一種生活在中子星上的生命。太陽上的物質是等離子體,其形態類似於氣體。而一些大質量恆星死亡後,它們的核心經過引力坍縮會產生具有固體表面的中子星。

根據德雷克的設想,在中子星上,原子核在強大引力的作用下,通過交換中子,它們會被束縛成「核分子」。這就像地球上的原子在電磁力的作用下,通過交換電子,結合成分子。如果中子成鍵能夠形成複雜的有機核分子,這樣就有可能形成生命。

事實上,科學家已經發現了核分子。不過,核分子極其不穩定,壽命非常短暫,它們很難形成更大的有機分子,更不用說生命。但在引力極端的中子星上,有機核分子或許能夠穩定存在,它們有可能構成特殊的生命。

其他形式的生命

宇宙中除了存在由原子構成的物質之外,還有大量的能量輻射,比如光輻射、中微子輻射,甚至還有遠多於普通物質的暗物質。既然普通物質能夠形成生命,那麼,由能量或者暗物質組成的生命也是有可能存在的。宇宙這麼大,我們所知的東西很有可能只是冰山一角。

相關焦點

  • 太陽內部是否可能進化出等離子體生命?
    引言:眾所周知,地球是一顆充滿生命的地方。天上飛的,地上跑的,水裡遊的,甚至還有地下鑽的生物。只要是你能想到的地方,哪怕是一個角落,都擁有頑強的生命力。一直以來人類都在尋找外太空的生命,太陽上會存在生命嗎?
  • 太陽對於人類極其重要,那太陽上有生命跡象嗎?
    太陽上沒有發現有生命跡象,太陽表面溫度約六千度,內部溫度越來越高,中心溫度可達到一千五百萬度,目前地球上已知的生命,最高也只能承受百度左右的高溫。當然在很多科幻小說裡,很多恆星上也存在著生命,這就不是我們所討論的了。
  • 恆星的十大奇趣冷知識,太陽表面生存著等離子體生命嗎?
    一,恆星是由引力凝聚在一起的一顆球型發光等離子體,太陽就是最接近地球的恆星。太陽也是人類社會最著名的恆星。(太陽產生能量示意圖)二,盾牌座UY迄今為止是人類已知的體積最大的恆星(紅超巨星)直徑達2,376,828,000公裡。這顆恆星能容納約45億個太陽,即約2億億個地球。
  • 宇宙中可能存在著一種等離子體生命,它們與碳基生命完全不同
    我們不難推測出,除了地球上的碳基生命以外,宇宙中還應該存在很多種生命形式,它們各自生存於某種特殊的環境,廣泛地存在宇宙之中。那麼問題就來了,按照這種思路,難道太陽上也可以存在生命?理論上來講,答案應該是肯定的,因為宇宙中可能存在著一種等離子體生命,它們與碳基生命完全不同。
  • 太陽有壽命嗎?地球上的生命還能維持多久?
    在這個過程中會損失並釋放出一定的能量,將質量轉變為能量,這就是核聚變。 既然是燃料,就有用完的一天,那麼太陽的燃料什麼時候用完呢?在赫羅圖上,太陽位於主星序,是一顆黃矮星,一般來說黃矮星的壽命為100億年。 根據科學家的測算,我們的地球已經45.5億歲了,所以太陽也至少有45.5億歲了。這麼來看,太陽差不多都已經過完生命的一半了。
  • 在地球上「重現」太陽:太陽風和等離子體「打嗝」
    太陽風幾乎影響著太陽系的一切,強大的太陽風和劇烈的等離子體都是異常危險的,太陽風可以破壞地球人造衛星的功能,還能產生極光極光等等。威斯康星大學麥迪遜分校物理學家的一項新研究在實驗室裡模擬了太陽風,證實了太陽風是如何發展的,並為未來太陽物理學研究提供了一個地球範圍內的模型。
  • 等離子體被太陽磁場塑造成有形狀的狀態
    太陽,圓潤而平靜,然而它也會突然朝隨機方向射出輻射和粒子,這些物質擊中地球後會對地球上的生命造成嚴重的影響,這種危害是如何產生的?危害又會有多嚴重?我們如何能做到未雨綢繆!等離子體被太陽磁場塑造成有形狀的狀態即使太陽看起來非常結實,但它實際上更像一片滾燙的海洋,溫度高到可將原子分解,釋放出的電子和原子核相互環繞流動形成等離子體,等離子體被太陽磁場推動並塑造成一定的形狀,就像太陽的重力場延伸向各行星並將它們束縛在公轉軌道上一樣,但是磁力和重力有很大的區別。
  • 太陽表面也下雨?真的會下,但下的是等離子體
    太陽上面也」下雨「?真的會下!但被稱為日冕雨的太陽「雨」,不同於地球雨,下的是等離子體。且溫度高達100萬攝氏度。動圖中就是人類天文望遠鏡,最新拍攝的接近3個小時的太陽雨活動畫面。這些等離子體被磁場和引力主導,以大約20萬公裡的時速從太陽的外大氣層——日冕,灑向太陽。其中,一些等離子體,在日冕雨降落的過程中,會逃離太陽,成為太陽風的一部分。隨後可能會來到地球。
  • 天文上的腦洞:太陽會爆炸嗎?
    假如太陽死去,它是悄悄熄滅光熱還是悲憤地炸開一片紅霞,我們真的安全嗎?所有的恆星都會死亡,有些恆星的死亡會比其他的更加劇烈。
  • 太陽上的「終結者」引發等離子體海嘯,並將開始新的太陽周期!
    本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文在發表在《科學報告》和《太陽物理學》兩項新研究中,科學家們描繪了一幅太陽周期如何突然死亡的圖景,這可能導致等離子體的海嘯穿過太陽內部,並在短短幾周後引發下一個太陽黑子周期的誕生。
  • 太陽也會自轉嗎?
    太陽系中的各大行星都會自轉,周期各不相同,但是太陽會自轉嗎?
  • 關於太陽黑子的認知被推翻 等離子體的流動成就了神奇的太陽黑子
    其平均溫度比太陽的光球層表面溫度低1000攝氏度以上,因此看上去呈現顏色較暗的斑點,太陽黑子因此而得名。太陽黑子基本上都是成群出現,很少單獨出現。它的活動周期為11年,每個周期都會造成太陽的磁場發生完全的翻轉,也就是太陽南北極互換位置。太陽黑子活動時,會對地球的大氣環流造成影響,導致地球惡劣天氣頻發,同時輻射還會對各種電子產品造成損害。
  • 太陽等離子體中的電磁波可能是太陽之謎的來源
    天文學家們很快就開始從天空的光源中收集光譜細節,揭示出在太陽和恆星中發現了哪些化學物質。事實上,這就是宇宙中第二豐富的物質——氦——最初的證據是如何通過自然界最壯觀的景象——日全食——被發現的。氦最初是在1868年被發現的,當時天文學家分析了幽靈般的日冕的光線,只有當月球完全擋住太陽時,等離子體的電流才可見。
  • 等離子體與靈魂精神
    離地球最近的可見等離子光球是太陽。等離子體是由粒子群組成的電磁系統,在其集體結果中顯示出一個整體的零淨電荷。等離子體也可以被描述為一種中性電介質中存在的電離氣體,或者是一組游離的正粒子和負粒子。等離子體具有極高的導電性,它們攜帶電流並產生磁場。等離子體是物質的第四個狀態,是由離子和自由電子組成的氣態物質。雖然,氣體和等離子體是物質的不同狀態。
  • 揭示太陽大氣中的等離子體的無線電光
    要養黑子爆發時會釋放很大的能量,在太陽的最外層,也就是在接近宇宙真空之間的過渡層中會出現一些高能帶電粒子在要辦爆發時產生極高的速度向外噴射的現象。我們簡單形象的將其稱為太陽風,如果規模與威力較大的時候我們會稱之為太陽風暴。這些太陽大氣的活動會對地球的無線電通訊造成一些幹擾,嚴重時也會使通訊中斷,而且也會影響指南針對地球磁極的感應,使指南針失靈。
  • 實現人造太陽計劃(二)——為何需要產生超過一億℃的「等離子體」
    核聚變不是原子發生聚合嗎,又與等離子體有什麼關係呢?那麼我先來解答這個問題。什麼是等離子體生活中我們常見的物質狀態有固體、液體和氣體,這些物質的基本組成成分是原子,原子是由原子核以及核外電子組成的「殼」構成。原子核帶正電,電子帶負電。在了解等離子體之前,我們先了解物質常見的三態——固、液、氣態。
  • 「物質第四態」——等離子體,真的可以拯救《流浪地球》嗎?
    你還記得電影《流浪地球》中,人類是怎麼拯救地球的嗎?然而,你身邊的「學霸」會展示出驕傲的神情:No!還有第四態——等離子體!為什麼絕大多數人會把等離子體排除在考慮之外呢?因為,我們平時一般只多見冰加熱融化,以及水變成蒸汽,而等離子體是一個較為專業的領域,並不是我們的常識。
  • 網友問:太陽上存在生命嗎?
    科學家計算太陽表面溫度的原理也很簡單,太陽本身可以看成一個完美的「黑體」,滿足維恩位移定律(T*λ為定值),根據太陽光譜中波長為500nm能量最大,可以計算出太陽表面溫度為:T=b/λ=2.898*10^(-3)/5*10^(-7
  • 科研人員在太陽上觀測到運動等離子體放大磁場現象
    太陽上,熾熱的等離子體流動會驅動起發電機過程,產生各種尺度的太陽磁場。大尺度的磁特徵(如太陽黑子)被認為是起源於太陽內部、浮現至太陽表面的產物;小尺度的磁特徵(如網絡內磁場)被認為由近太陽表面的湍流引起,亦被稱為局地發電機過程。局地發電機時刻在發生,但很難區分該過程和浮現過程。
  • 什麼是等離子體?火焰是等離子體嗎?
    等離子體並不神秘。氣體通常都是由分子或原子構成的,而等離子體就是被電離(電離就是原子得到或者失去核外電子形成離子的一種過程,離子都帶電)的氣體。幾乎所有氣體都存在一定程度的電離,只是電離程度極低,因此並不能算作等離子體。並且物體要稱之為等離子體,還需要具備等離子體所具備的特性,比如存在等離子體振蕩、會受電磁場影響等。