一組天文學家剛剛宣布了,一個令人難以置信的消息,這可能是幾十年來最重要的發現之一。在另一顆行星—金星上,發現了可能存在生命的證據。
金星上怎麼會有生命呢?我們來簡單介紹一下這個激動人心的聲明。
這是一個激動人心的消息,因為在金星大氣層中,發現了生物的化學成分,這個消息對我們許多人來說,令人激動的同時,也令人驚訝。
多年來我們一直在尋找外星生命,火星是我們在太陽系中發現生命的最佳選擇。事實上,NASA在火星上的軌道器、著陸器和漫遊者上投入的精力,遠遠超過了金星,而金星上只有蘇聯曾經登陸過。
原因很簡單,表面溫度高達460攝氏度,足以融化鉛,而且它的表面壓力,與海洋下一公裡的表面壓力相似。所以這個結果可能會讓我們很多人感到驚訝,生命怎麼可能在金星表面生存?
即使是蘇聯的那些探測器,在金星上也只能持續幾個小時。
金星表面上看起來確實很可怕,但如果我們在它上面50公裡處的雲層裡,氣壓下降、溫度變得不那麼悶熱難耐,和地球差不多,大約在30到80攝氏度之間。
確實在地球上更多的地方,我們在雲層裡發現了微生物生命,多達200萬噸的細菌,通過氣流、真菌孢子和微藻從地面冒出來,漂浮在雲層裡。
所以金星的雲層生物概念,顯然是完全合理的,為了避免落回地獄般的表面,這些微生物需要一定程度的浮力來停留在空中,但由於金星的大氣比地球厚得多,這實際上讓它們更容易停留在雲層中。
金星生命的下一個挑戰是大氣成分,大氣幾乎完全由二氧化碳組成,這些雲是由硫酸組成的高酸性物質。
地球上的大多數生命,在如此可怕的酸性條件下,幾乎會立即死亡,但實際地球上有些微生物,在酸性環境下得以繁衍生息,就像地球生物從極端環境發展到現在,是數十億年進化的產物,它們有高度複雜的分子機制,來應對這些複雜的環境條件。
所以如果金星的雲裡真的有生命,一個很自然的解釋是,它們實際上是從表面開始的,它經過長時間的進化和適應,最終在這個極端的環境中上升,在最初開始的數十億年後,它們在雲層中找到了適合的生存環境。
因此,金星曾經適合居住的想法,也很合理。
當然,我們沒有時間機器可以回到過去,看看過去的金星到底是什麼樣子?但是最近的模擬表明,金星上的液水可能維持了大約30億年,只是在7億5千萬年前才變得不適合居住。
可能預示著災難性的全球火山事件,如果生活在金星上那將是一個非常糟糕的時期,相比之下,龐貝城的災難就像一朵小火花。
雖然我們可以通過觀察探測器上,看到的年輕光滑的金星表面,來推斷這是可能發生的,但其原因最終仍是未知的。
一種可能性是,雖然金星與地球相似,但它沒有板塊構造,所以在到達某個關鍵的臨界點之前,這顆行星內部的所有熱量和能量都無法釋放出來,最終導致了整個星球被撕裂。
儘管如此,在可居住的30億年裡,生命可能已經出現在地表,並進化出了漂浮在雲層上的能力。
所以所有這一切,只是想說金星上生命的想法,並不是那麼瘋狂。
事實上,在之前的NASA任務中它被忽視了,很多其他的天體生物學的研究,現在已經出現在這篇新論文中,這是個不錯的結果。
天文學家們沒有到過那裡,也沒有在地表著落或飛越天空,是如何分辨在另一顆行星上是否有生命呢?就像《星際迷航:企業號》一樣,它可以從遠處分辨出很多東西,你不需要總是實地採集樣本,來弄清楚發生了什麼。
在這種情況下,團隊在地球上使用了兩個望遠鏡,專門用來觀察天空的波長,在光譜的無線電和紅外部分之間被稱為亞毫米,這兩個望遠鏡中的一個,在過去幾年裡經常出現在新聞中。
利用這兩個天文望遠鏡,研究小組發現金星的大氣層,有一個吸收磷酸鹽分子的特徵,化學符號Ph3,這是整篇論文的關鍵。它只是預見到的吸收光的波長不見了,所以我們可以推斷這是磷酸鹽的可能。
首先,這個檢測在生物化學統計學上有多重要?
當作者報導這是15σ檢測時,現在做個比較,希格斯玻色子被宣布為5σ檢測,所以從表面上看,這像一個非常安全的聲明,這真的很重要,因為在過去,我們看到許多2 - 3σ檢測的例子,其中大約一半最終都沒有實現,有時甚至是非常重要的檢測也會消失。
例如,在2011年,OPERA實驗中發現,中微子速度超過光速的6.2σ的例子,但結果只是一個系統誤差的分析。所以從表面上看,15σ看起來很安全,但我們現在應該保持謹慎。
為什麼這很好地說明了生命的存在?
就在去年,這篇檢測論文的一些作者寫了另一篇論文,認為磷酸鹽是之前未被確認,這只是一種說法,表明生命的化學物質,氧是生物特徵的一個典型例子,它是活性的,應該在大氣中遊蕩,所以在我們的例子中,光合作用一定在產生氧氣。
而磷酸鹽作為生物的特徵,肯定沒有得到很好的研究。
但它與地球上的厭氧生態系統有關,然而,在這些厭氧細菌中產生的實際代謝途徑仍然未知,所以如果我們接受磷酸鹽的生物特徵,並且認為它被這個團隊安全地檢測到了。
這是否意味著,我們確實看到了金星上存在生命的直接證據?
它也可以由非生命的物質產生,比如金星的化學物質或光化學,這意味著當光與化學物質相互作用時,現在作者肯定意識到了這一點,並認為未知的化學路徑,可能是造成這一現象的原因。
但化學有無數令人難以置信的複雜可能性,所以總有可能是一個未知的未知造成的。因此,這就是為什麼作者聲明,即使被證實,我們強調磷酸鹽的檢測,並不是生命存在的有力證據,它只是異常的,無法解釋的化學現象。
也許你們聽到這個聲明,第一反應是,想聽聽這個領域的其他專家是怎麼想的?
哥倫比亞大學天體生物學中心的一位博士,他的觀點並不一致。
他認為這將促使人們,對這個理論進行新的研究,這個問題已經醞釀了一段時間,人們的想法也在不斷湧現。但要真正讓像天體生物學這樣的人相信,這裡發生的事情與生命有關,必須是從數據本身的確認,這將是這些測量的獨立獲取、獨立分析,也許其中最困難的部分,是如何真正說服我們這個假光學現象沒有其他來源。
那麼生命,就是要真正理解在金星大氣層發生的化學反應,我們懷疑它們的化學反應是非常複雜的。例如,我們認為可能會有相當複雜的化學反應發生,如果這裡沒有生命,雲中的液滴表面會凝結,在金星大氣層中凝結成雲的化合物。
如果你把它和來自太陽的紫外線結合起來,就有機會看到更多所謂的光化學現象,因為化學是出了名的複雜。
我們必須做大量的工作,來說服我們沒有通過其他的方法,來製造這種虛假的光學現象。除了可能通過一些生化反應,然後它的另一個方面,將涉及更多詳細的研究。
目前在地球上,由生物學產生的本質還沒有完全被理解。這是因為生物體在處理有機物質,比如磷酸鹽,然後怎麼把它們變成生物特徵。
但我們還沒有完全了解地球上這是如何發生的,這就引出了最後一件事。這可能是一個特徵,我們是否相信生命進化的特徵,也就是我們所測量的鈣的含量,大約是十億分之二十。
這仍然是個非常小的數量,但是要評估在金星的雲層中生存需要多少含量,才能產生如此多的生命,以及那些生物體首先要消耗的,是哪種原始化合物(磷化合物)?
我們可能會從中得到一個數據,那就是說有大量的生命必須生活在雲裡,才能產生那個水平的磷酸鹽。那可能是有問題的,表明我們錯過了一些更普通的物質,和金星大氣層中的化學有關的東西,所以這是令人興奮的。
令人高興的是,這將促使我們進行更多的研究,來解決這類問題,關於生物特徵,關於我們如何觀測到生命,在宇宙中以我們不太熟悉的方式出現。
有一個大多數人首先想到的問題,當我們想到在宇宙中尋找生命時,需要什麼來證明它,更多的觀察、更多的建模,或者我們必須去金星實地考察?
最令人信服的是,對金星的雲層進行採樣分析,這是所有宇宙遙感的缺點之一,因為你不可能到達那裡。僅憑理論或圖像證據來試圖做出推斷,相互爭論尋找哪個最可能,這將是非常困難的。
特別是當我們談論生命的時候,這是一種神奇的東西,讓我們所有人都相信,除非你能找到它的樣本。
關於生命的消息非常令人興奮,人們已經考慮過去取樣的可能性,通過扔氣球到金星大氣層中,像有效載荷一樣,可以收集樣本,然後把它們帶回軌道飛行器,帶回地球甚至在原地檢查它們。
這將激起更多的興趣,在某種程度上,這比花幾十年時間分析化學模型和爭論細節要容易得多,為什麼不直接去金星,取一些雲團然後看一看?當然NASA在過去並沒有太多的興趣,但重新激起人們對去金星的興趣,這是非常令人興奮的實驗。
該研究作者提到,「我很榮幸金星一直吸引著我們,這個結果卻吸引了全世界的注意力,如果金星真的有生命,那麼這將是一個裡程碑式的發現,但這個案例肯定還沒有結束,這裡有很好的理由讓我們興奮,但也有理由保持謹慎。」
很多人都記得,1996年比爾·柯林頓在白宮草坪上,宣布發現火星上的生命,這一說法現在被科學界廣泛拒絕。
好消息是,我們有很多方法可以跟蹤和檢測這個結果。
首先,天文學家可以真正分析相同的數據,甚至收集新的獨立的金星觀測數據來檢查,前提是這個說法是真的。
第二,理論者和建模者可以繪製出化學路徑來檢查,是否有某種缺失的產生磷酸鹽的方法,並且它不需要生命。
第三,也許是最刺激的,我們可以去金星,有很多很好的理由這樣做,我們可以去金星採集原地樣本,來解開這個謎題。
如果這個發現引領了新的金星任務,這對行星科學來說是一個巨大的勝利。
無論如何,展望未來,如果我們確定了火星上的生命,那麼我們就必須解決最後一個懸而未決的問題,它的答案會改變我們對宇宙中我們自己的看法,那就是金星上的生命。
如果以地球為基礎的獨立生命,和以金星為基礎的生命有關聯,那它們可能在過去通過隕石的汙染相互聯繫著。
如果這是兩個獨立的行星生命,在太陽系中,這將會改變遊戲規則,當然也會改變對宇宙中生命豐富的看法。
畢竟,如果它真的發生在地球的後院,相信宇宙中到處都有生命。在我們的有生之年,證明這些問題是多麼令人興奮的事。
所以說出你們對這個發現的看法,你們對此也有懷疑,對嗎?