寻找地外生命的N种可能
孙
博
美国国家射电天文观测所的科学家最近宣布,他们正利用世界上最大的射电天文望远镜“绿湾”在银河系中寻找富含复杂化学成分的分子云,而这些分子云可能含有生命的雏形。
最早的生命从何而来?有来源于“宇宙胚种”的假说,有起源于化学物质的猜想,但科学界对此始终没有定论。这个被称为“自然历史上最复杂,最难以解决”的疑问,在激起世界各国科学家“百家争鸣”的同时,也引发出一场科学家探索地外生命雏形的热潮。
宇宙间任何天体,只要条件合适,都有可能产生原始形态的生命,并逐渐进化为高级形态的生命,甚至智慧生命。人类在进行地外生命探索的研究过程中,充分利用了包括射电望远镜天文学观测,生物化学实验模拟研究以及各类航天器实际探测等多种方式进行探索。
外太空的生命“化石”
美国国家射电天文观测所研究项目小组负责人安东尼说:“在银河系中存在有许多分子云,这些分子云大多处于星际间,其中包含了多种复杂的化学物质,很可能含有生命的雏形,也因此被称为研究生命形成的“化石”。分子云有一个从原子到复杂的分子乃至氨基酸的形成过程。研究不同演化阶段分子云的物理环境和化学成分,将对研究宇宙生命的形成有重大意义。
与此同时,美国的一些科学家经过观测发现,在木卫二的星体表面上有一些神秘的冰圆项,这可能会为科学家们在这个遥远的星球上找到生命迹象提供一次绝好的机会。
科学家们分析发现,这些神秘的冰圆顶由冰泡沫组成,它们的形成归因于木卫二星球内部的暖流推动作用。这项发现使科学家们非常兴奋,尽管木卫二的表面是冰冻荒原,但是内部却由于木星的强大引力作用而逐渐变热,因此许多人认为在木卫二表面的冰面之下具备有生命存在的可能。
该研究项目的小组成员之一,美国科罗拉多大学罗伯特·巴巴拉都教授表示,他们有充分的理由认为木卫二上很可能有生命存在,或者大洋中有一些化学物质存在。科学家们相信,少量的盐份和硫磺酸混合物帮助这些冰块融化并形成了这些圆顶。
美国国家航空和宇宙航行局则希望在未来十年能派出一艘宇宙飞船前往木卫二进行研究。据科罗拉多大学研究小组的另外一位成员艾米·巴尔介绍,木卫二的表面经常要被木星的能量所冲击,这有可能会使这个卫星的表面没有任何生命。但是,一艘宇宙飞船可能会探测到正好处在冰面下的微生物。
太阳系里的“生命探测器”
利用航天器直接探测太阳系诸行星是否存在或曾存在过生命,是行星探测的一个重要内容。这种考察过程,首先是发射行星和行星际探测器,探测行星大气的成分和状态,考察行星表面的物理化学性质,据此分析那里是否具备存在生命的条件。其次是发射探测器在行星表面软着陆,采集土壤岩石样品,分析其成分,寻找生命活动的征兆或残迹,乃至直接搜集当地的生命样品。
迄今为止,包括美国“海盗”号探测器在内的多个探测器已先后多次在火星上软着陆,通过采集火星表面的土壤样品,并对它们进行各项实验检测分析,以期从不同角度判明那里是否存在生命。之前的结果表明,在火星着陆点附近尚未发现地球类型的生命形式,为进一步查明在火星上其他地区是否有生命活动,人们使用了类似于月球车的火星车,在火星上自动行驶以尽量扩大寻找范围。
此前,来自英美的科学家小组宣布已开发出一种新技术,通过利用紫外光来识别土壤中的有机物质,从而证实火星生命的存在。
从事该研究的美国俄勒冈州大学海洋地质学教授马丁·弗斯基介绍说,他们开发的这种仪器可以在任何火星着陆车或漫游车上使用,包括之前执行火星任务的“凤凰号”和欧州宇航局将于2013年发射的“天外火星”探测器,它们的任务都是寻找火星上曾经或者现有的生命迹象。
由伦敦大学进行的电脑模拟结果表明,火星上的有机物可能保存在火星地面之下大约1米左右的深处,可通过挖掘获得并加以识别。科学家已经在实验室和火星模拟研究站进行了此项光学实验,以确保该技术能在火星上成功使用。该项技术应用的挑战是,要求光线传播得足够远并能在零下120℃的火星寒夜里正常工作。
科学家表示此仪器有望成为火星上理想的调查工具,从而最大可能地发现火星上任何地方的有机物质。
人们也曾对金星抱有希望,截至2007年底,美、俄等国已有数十个探测器在金星上着陆。但探测结果表明,金星表面气温高达480℃左右,气压为地球大气压的90倍,气候条件极其严酷,因而不可能存在地球类型的生命形式。但有科学家认为,不排除在金星的历史上存在过比较温和的气候条件的可能,并有可能存在过由水构成的海洋,因此金星上是否曾有过生命尚难定论。
宇宙生命雏形的多种可能
最新的科学研究发现,一些陨石中含有复杂的有机元素,而这些元素又是制造一种能产生脱氧核糖酸(DNA)和核糖核酸(RNA)分子的关键元素。
尽管此前人类也曾在陨石中发现诸如糖和氨基酸等有机元素,但在陨石中发现构成基因的基因块尚属首次。它们是在英国科学家分析一块坠落于澳大利亚境内的陨石时被发现的,在陨石中新近被发现的这两种元素一种是构成RNA四种碱基之一的尿嘧啶,另一种则被称为黄嘌呤,它们都是形成基因块分子的前身。
英国伦敦帝国理工学院教授马克·瑟芬顿是该研究项目的具体负责人,他表示虽然目前还没有完全揭开生命起源与外太空之间的联系。但这一发现更有理由让人们相信外星球存在组成基因块的相关元素。
美国加州圣克鲁兹大学的生物学家大卫· 迪默是一位专门研究细胞膜的生物学家,他经过仿真宇宙环境下的模拟实验,对外发布消息称,地球以外的浩翰宇宙可能会形成生命或者生命的早期形态。
国际生物界一直认为,细胞膜的形成对于生命的起源有着至关重要的作用。迪默在实验中发现,即使是在寒冷、充满辐射的真空宇宙环境下,细胞膜仍然能够形成并且增生,这说明恶劣的宇宙条件并未阻止生命的演化,地球以外的浩瀚宇宙可能会形成生命形态。
美国国家宇航局艾姆斯氏研究中心的路易斯·阿兰马多拉评价说,科学家相信,细胞膜形成所必需的分子大量存在于宇宙空间,这些分子是生命起源所必需的。迪默的发现证明,生命可以存在于宇宙的任何地方。
地外生命存在与否,吸引着一批又一批科学家的孜孜探索,其目的不仅仅是想知道其他星球上有没有生命形式的存在,更重要的是想回答,生命从何而来,却又向何处去?
(原载《环球》2008.17)