希腊诗人赫西奥德(Hesiod)在神话中将人类分为五个时代
据国外媒体报道,希腊诗人赫西奥德(Hesiod)在神话中将人类分为五个时代。分别是“黄金时代”:人类与神共处一片蓝天下,虔诚地生活着;第二为“白银时代”:宙斯神开始统治宇宙,人类与神灵间出现矛盾;第三个是“青铜时代”:人类制造青铜武器进行战争,死后会进入地狱;接着是“英雄时代”:拥有接近于神的智慧;最后一个是“黑铁时代”,神灵不再保佑人类,是个苦难的世界。然而,现在科学已经取代了这些神话。
我们作为一种智慧生物出现并观测整个宇宙时,世界观的变化使得科学发现变成一部犹如史诗般的故事,比任何创世神话更具有吸引力。在最近的一篇宇宙学论文中,据位于新罕布什尔州达特茅斯学院的科学家马塞洛·格莱泽(Marcelo Gleiser)介绍:宇宙的前三个阶段可描述为物理时代、化学时代和生物时代,我们现在正进入认知时代,这个时代中地球上将出现智慧生物。格莱泽认为智慧生物与生命之间存在着巨大的鸿沟,不可混淆其概念,而且智慧生物在宇宙中是罕见的,这也是生物时代与认知时代划分的依据。
然而这里在一个诱人的问题:宇宙的第五个时代会什么样的?是否会是大萧条时代呢?正如当前的有些天体物理学家预测宇宙迟早会进入大萧条,随着最后一颗恒星燃烧殆尽而衰败。但也有其他情况发生,比如是否存在人类所未知的定律可以对“时间的箭头”产生潜在影响?也或者我们现在是否正处于西方星相学中提及的“宝瓶座”时代?
当今的天文学告诉了我们在宇宙中所处的位置,过去数十年的宇宙学研究进展精确地将宇宙演化从前四个时代推进到现在,现在的人类是幸运的,因为我们是第一代知道宇宙几何学、物质组成以及宇宙演化的人类。这很大程度上归结于宇宙微波背景辐射的发现和大尺度广域巡天计划中对星系分布在时间和空间上的了解。
仅仅在过去的五十年内,我们发现了构成碳基生命的化学元素来自于垂死的恒星,也就是说,宇宙中第一代恒星的灭亡为生命的出现创造了物质条件。而第一批恒星形成可追溯到大爆炸之后的两亿年左右,在生命终结时以超新星爆发的形式将重元素抛洒到宇宙空间中。随之而来的宇宙第二代恒星则有着丰富的化学元素资源,并形成了稳定的行星系统。
这时候在一小部分行星上,适合的外部环境造就了“行星培养皿”,不断进行的生化反应开启了宇宙的生命时代,这是事件对于宇宙进程而言是个飞跃,物质由无机向可自我复制的有机生命转变。化学元素组成了复杂的分子,在遗传信息的帮助下进行再次表达,这些非凡的过程都在达尔文定律下进行。
马塞洛·格莱泽的认知时代是否已经远离地球而去呢?如果假定宇宙中的智慧生物在时间和空间中是继起的,而且在无数恒星、星系间都存在智慧生物,在这个前提条件下,对这个问题最简单的解决方法是:由于时间和空间中的巨大隔离,以及光速不变的限制,使得智慧生物之间无法取得联系,如果智慧生物之间很容易接触,那么将可完全回答这个问题。
这个宇宙学观点可以引导我们实现对宇宙第五个时代的探索。根据前苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫(Nikolai Kardashev)在1964年预测,智慧生物可通过进化逐渐控制整个星系,而且高度发达的文明可以通过超越人类想象能力的宇宙工程,塑造星系的形状。他们还可以从星系中央超大质量黑洞中取得新能源,并构建新的人工环境。
即便有卡尔达舍夫这样具有超前想象力的天文学家,我们现在也不会去寻找传说中被外星人改造过的星系,因为很大可能上他们并不存在。目前所有的深刻观测计划将我们带回到宇宙早期时代,强大陆基和天基观测平台可探测到数十亿年前的光线,为我们提供了关于过去的情景。
下一个宇宙时代会是科幻小说中的情节吗?在通往宇宙第五时代的道路上,先于我们进化的宇宙超级文明可能会拜托生命的肉体限制,并且超越达尔文的进化论。也就是说,进化论对于超级文明而言根本不起作用,因为他们已经放弃肉体了。这并不是一个新想法,在著名的科幻小说家阿瑟C.克拉克(Arthur C. Clarke)和艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)作品中都提到了这样的情节。(Everett/编译)
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随着辅助生殖技术的推广,近年来试管婴儿逐年增多,而进行试管婴儿时产生的“备选胚胎”绝大多数被冷冻起来。但因为各种原因,部分冷冻胚胎渐被父母“遗忘”。因为缺乏相关处理法规,医院陷入了两难境地:如果继续保存,就不得不自掏腰包;如果丢弃,出于伦理、人情等方面的考虑,院方又舍不得。
试管双胎相隔5年出生
已近临产,40岁的张婷(化名)挺着大肚子,脸上洋溢着幸福。几年前,年过三十的她因为输卵管不通,结婚多年一直没怀孕,她决定在(湖北)省生殖保健中心做试管婴儿。除了植入体内的胚胎外,她还在医院留了4个健康胚胎。幸运的是,第一次尝试就成功了,一年后女儿呱呱坠地。医院留存的那几个“小生命”,张婷一直续费保管。
去年,女儿已经4岁,张婷萌生了再生一个孩子的念头。她来到生殖中心,将“冰封”在医院的胚胎解冻,植入体内。幸运之神再次眷顾,她受孕成功。
近九成不孕者保存胚胎
据了解,省生殖中心去年共为1200多名不孕不育的女性进行了试管婴儿手术,其中400例是解冻胚胎。
“保存剩余胚胎的作用在于,万一患者首次怀孕失败,可以将冷冻胚胎解冻后再次进行胚胎移植,避免其反复接受促排卵治疗,也节省了医疗费用。”该中心主任郑洁说,也有个别患者因为小孩夭折或生二胎等原因,使用保存下来的胚胎再次生育。在该中心已经成功生育的患者中,近九成不孕者选择继续保留剩余胚胎。
近3万“生命种子”在冬眠
“冷冻胚胎”存放在哪里?昨日,记者走进位于武汉大学人民医院安康楼九楼的“辅助生殖技术实验室”。换上防护服,记者走进实验室看到,房间里陈列着一排半米多高的大罐子,这就是“生命的种子”休眠的“冰箱”。这些白色罐里装的是液氮,温度可达零下196摄氏度。“在这个温度下冻存胚胎和卵子,理论上能保存十年。”该院生殖中心教授龙文说,这个温度是生殖领域摸索了好多年才总结出来的。为了保持低温,技师们隔天就会向罐子里补充液氮。记者在液氮罐上看到,每个罐上都有相关记录,上面标注着里面有多少胚胎及胚胎产生的时间和编号。
这种方法降温速度快,冷冻后的胚胎像玻璃一样透明清澈,即“玻璃化”冷冻。传统的慢速冷冻胚胎的复苏率只有70%,而玻璃化冷冻复苏概率达到了90%以上。为维持恒温,实验室配备了应急不间断电源,是一座永不断电的“生命工厂”。
同期的胚胎,冷冻后会影响质量吗?龙文说,在零下196℃的情况下,胚胎的代谢几乎处于静止状态。只要解冻后胚胎质量合格,就能移植进母体。解冻越早,胚胎质量越好。目前,武汉市有5家存有冷冻胚胎的医院,即:同济医院、协和医院、武汉大学人民医院、武汉大学中南医院、湖北省妇幼保健院。记者统计得知,这些机构累积的冷冻胚胎已有近3万个。
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据国外媒体报道,生命能否以活微生物的形式,通过太空岩石在宇宙里穿行,从一个世界传播到另一个世界?科学家已经模拟了岩石疾驶穿过Gliese 581系的情景,并发现这种情况可能不存在。Gliese 581系被认为最有可能孕育着生命,因为它的“超级地球”——行星D位于可供液态水存在的可居带里。
杰伊·迈罗氏教授说:“最大的一个科学谜题是生命如何传播开来的。在我们的太阳系有很多物质交换发生,很可能生命开始于火星,后来被带到了地球上。”生命从宇宙里的一颗恒星传播到另一颗恒星的可能性也是人们争议最多的话题。科学家已经在地球上发现月球岩石和火星陨石,迈罗氏以前曾因此指出,活微生物可能正是通过类似方式在行星之间不断传播。布罗克(Brock)之所以会研究Gliese 581行星系,是因为行星D,即已知的超级地球位于可居带里,这里可能存在液态水。
迈罗氏说:“我们已经发现一些令人吃惊的结果,物质通过与我们的太阳系相同的方式在这个星系间传播开来会很困难。”布罗克表示,在Gliese 581里发现的所有4颗星系都与主星的距离相对较近,因此它们的轨道速度很大。然而物质离开行星D的最初速度并不足以让物质在行星间传播开来。布罗克说:“行星D把物质传播到Gliese星系里的其他行星上的机会很小。这充分说明了我们的太阳系是多么与众不同。”迈罗氏表示,一个更广大的太阳系可能需要物质在行星间交换。他说:“迄今还未发现哪个太阳系像我们的太阳系一样有机会在不同行星间传递生命。”
科学家用一种被称作“Gliese 581系”的方法模拟1万个粒子从行星e和超级地球——行星D喷射出来。这些粒子束的运行速度与每颗行星的轨道速度成正比,由于这些行星距离主星相对较近,因此从太阳系的标准来说它们的轨道速度很大。布罗克说:“行星D的喷射物撞上其他行星的可能性非常小,大部分粒子都会进入一个初始双曲线轨道,最后被该星系系弹出。”美国普渡大学行星科学系的几名成员正在参加第43届月球与行星科学会议,并提交了有关火星的卫星火卫一可能被来自火星表面的微生物污染;彗星喷射物的构成和大月球环形山周围的重力异常的研究。迈罗氏说:“普渡大学的很多人参加这个会议,向公众展示他们的研究成果。”(孝文)
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北京时间9月30日消息,据美国太空网报道,我们当然可以确信银河系中存在着生命,那就是我们自己。长期以来科学家们一直在致力于更多的了解我们最初是如何出现在这颗星球之上的,以及我们的生存需要满足哪些条件,还有更重要的一点:在宇宙的其它角落,这样的条件是否可以复制?我们在宇宙之中是孤独的存在吗?实践显示,当进行这样的探寻时,应当将目光放眼整个星系,而非仅仅局限于某些可能适合生命存在的行星,或者只盯着我们自身所在太阳系中的宜居带不放。
银河系宜居带
我们的行星距离太阳距离的远近,我们的行星上的大气环境,碳循环模式以及液态水的存在,所有这些都告诉了我们诸多有关生命在这样一颗岩石行星表面起源和生存的重要信息。行星距离太阳的这一适当距离被称为“宜居带”,这样称呼是因为位于这一距离范围内的行星表面的水可以以液态形式存在。相比之下,如果距离过远,水会结冰,如果太近,则会蒸发。
哥白尼的理论告诉我们,我们的行星只不过是一个典型的行星系中的一颗典型的行星而已,毫无特别之处。这一概念启发了天文学家,他们开始从更宏观的角度着眼,目光所及越过了我们这个小小行星系的边界,投向了更加深邃的太空。
具体的说就是,天文学家们开始在更高层次上思考宜居带的概念:是否存在某种银河宜居带,在这样一个区域内更加容易形成适宜生命存在的行星系?出现这样的想法应当是非常符合逻辑的:既然太阳系中距离太阳的适当距离可以定义为太阳系层面的“宜居带”,那么在更高级别上,距离银河系中心的适当距离也应当可以定义一个“银河宜居带”。
有关这一概念,最早是由地质学家和古生物学家皮特·伍德(Peter Ward)以及天文学家和宇宙生物学家唐纳德·布朗利(Donald Brownlee)在他们合著的《孤独地球》(Rare Earth)一书中提出的。但这一概念实际上却是和哥白尼理论体系相对立的。
一些杰出的天文学家如卡尔·萨根和弗兰克·德雷克都倾向于采纳基于哥白尼理论模型的“生命普适”观点,这一理论支持这样一种观念,即宇宙中可以存在其它形式的复杂生命体。而伍德和布朗利则坚持认为在我们的银河系中,我们的地球以及允许生命存在的环境是罕见的,因此生命将是极其不寻常的现象。他们的这一观点基本上符合著名的费米佯谬的描述。即:如果银河系中充满了生命,那么为什么我们到现在还没发现它们的任何蛛丝马迹?如果它们真的存在,它们在哪?对于这一著名的“费米之问”,伍德和布朗利给出的答案是:进化到微生物阶段以上的外星生命本就极其稀少,向复杂生命的进化需要极端苛刻的条件,而每一样这样的条件出现的可能性都是极其微小的,也就是说:生命根本不是普遍存在的,生命是罕见的现象。
简单的说,伍德和布朗利认为银河系中绝大多数区域是根本不适合生命生存的。他们认为银河系中仅有很窄的一道环状区域可能适合生命存在,即“银河系宜居带”。
自从这一理论被提出之后又许多天文学家对这一观点进行思考,看来并不是所有专业天文学家都同意伍德和布朗利有关“孤独地球”的观点。
银河中心部位更适合生存?
最近美国宇航局宇宙生物学研究所的麦克·古瓦洛克(Michael Gowanlock)博士和他的同行,加拿大特伦特大学的大卫·帕顿(David Patton)以及萨宾·麦克康奈尔(Sabine McConnell)进行了一项有关银河宜居带的研究就显示,尽管银河系靠近核心的区域确实环境险恶,但是却可能成为最适宜生命生存的环境区域。
他们的相关论文后来发表在了《宇宙生物学》杂志上,他们有关生命宜居的概念主要基于三个基本参数:超新星爆发率,金属性(即除去氢和氦之外的重元素丰度,这是形成行星的基本材料)以及复杂生命进化所需要的时间。他们的研究发现,尽管由于在银河系内侧(即距离银心8100光年以内),这里的恒星密度要比外侧高得多,因而这里的超新星爆发频率也高得多。这样的爆发会摧毁很多行星上可能存在的生命,但是这里让生命存在下去的可能性却要比银河系外缘高出10倍。
这一研究结果和之前的很多研究结论是冲突的,如银河宜居带理论指出,只有距离银心大约2.28万~2.93万光年之间的区域才是可能适合生命存在的。我们的太阳系运行轨道距离银河系中心大约2.6万光年,正好位于银河宜居带之内,却远远位于古瓦洛克小组提出的最有可能存在生命的区域之外。
那么为何古瓦洛克小组会得到这样的结论呢?古瓦洛克本人解释说:“我们将金属丰度和行星形成速率进行了关联。”重元素(天文学上称之为“金属”)是由死亡的恒星产生的,而恒星诞生和死亡,这样的循环发生的次数越多就会有越多的重元素被制造出来。从星系历史的角度看,恒星诞生和消亡过程发生频率最为剧烈的区域是靠近银河系核心的位置。
古瓦洛克说:“银河系内侧是金属丰富最高的,而银河系外侧这一指数就要低得多。因此银河系内侧位置行星的数量也应当远多于银河系外侧。因为重元素是形成行星的原始建筑材料,而在银河系核心区域这样的材料密度是最高的。”
然而在这一区域隐藏着一个巨大的风险,那就是超新星爆发。古瓦洛克的小组考虑到了这一因素并进行了计算机模拟演算。他们对两种最常见的超新星爆发模式进行了模拟,即两颗白矮星合并所引发的Ia型超新星爆发,以及大质量恒星塌缩引发的II型超新星爆发。
铝26是II型超新星爆发的常见副产品,通过对银河系中铝26同位素丰度的测量让天文学家们得以计算出这一区域II型超新星爆发的频率大约为每50年发生一次。而根据以往的计算数据,一次超新星爆发将彻底摧毁距离其半径30光年以内的所有生命。
古瓦洛克说:“在我们的模型中,我们假定氧气的积聚以及臭氧层的出现是保障生命存活的必要条件。超新星爆发可以摧毁行星大气上空的臭氧层,于是生命便会处于危机之中。”
研究小组进行的计算显示,我们银河系中的大部分恒星至少在其生命史中的一部分时间里将是沉浸在附近超新星爆发的辐射中度过的。只有大约30%的恒星可以幸免于难并具备发展出生命的环境条件。
古瓦洛克表示:“超新星爆发将可以摧毁距离其6.5~98光年范围内的生命,具体要取决于超新星爆发的规模和形式。在我们的模型中,这种毁灭起作用的距离并非固定不变,因为一些超新星爆发的威力要远大于另外一些。”
正是依据这些判据,古瓦洛克指出,尽管由于较低的恒星密度,以及更少的超新星爆发,在银河系外侧会更加安全。但是银河系内侧的高金属丰度意味着更高速率的行星形成,计算显示在银河系内侧找到幸存的,没有被摧毁的有生命行星的几率要比银河系外侧高出10倍。然而古瓦洛克小组的理论中没有排除银河系内任何一个区域存在生命的可能性,只是说其它区域“比较不可能出现生命”。
这样便解释了为什么我们的太阳系远远位于古瓦洛克圈定的范围之外。同时这一理论也给了“搜寻外星智慧生命”(SETI)项目以新的希望:他们现在已经开始将搜寻的目光投向银河系的核心地带。
孰是孰非?
然而,并非所有人都赞同这一理论观点。如伍德和布朗利便指出,太阳系所在的位置要比古瓦洛克模型中指定的区域安全的多,宜居的多。因为在银河系内侧,由于恒星密度过高,围绕恒星运行的行星轨道很容易遭遇从过于接近的距离上通过的其它恒星体引力的影响而偏离轨道,从而导致毁灭性的结果。其它科学家也对这一理论体系中所作的一些假设的合理性提出了质疑,如银河系内宜居行星的比例,以及处于潮汐锁定状态下的行星是否真的可以存在宜居环境等等。
吉姆·卡斯滕(Jim Kasting)来自宾夕法尼亚州立大学,是《如何找到宜居行星》一书的作者。他说:“他们所作的一些假设可能太过自信了。他们似乎远远走在了其他人的前头,因为到目前为止我们仍在考虑这些问题,而他们已经给出了具体的假设。”
然而,也有支持这一理论的科学同行。列维·达特尼尔(Lewis Dartnell)就是其中一位。他是一位来自伦敦大学学院的宇宙生物学家,他说:“这是迄今为止针对银河系宜居带问题所作的最为详尽的研究。它的结论是很有趣的,他们指出白矮星超新星爆发对宜居行星上复杂生命体的危害是大质量恒星塌缩引发超新星爆发的5倍,这很有意思。”
银河宜居带并非是一条静止的环带,古瓦洛克小组的论文指出随着时间的推移,银河系的高金属丰度区域将逐渐向外侧扩展。他说:“这也是为什么形成时间较晚的恒星更加容易拥有类地行星。”这样看起来,或许我们银河系中生命活动的高峰期还没到来呢!(晨风)
羊城晚报讯 记者何伟杰、李春暐报道:本报21日报道的“广州女扶起老人温暖人心”(详见9月21日羊城晚报A24版)出街后,“老人跌倒究竟该不该扶”再次引起热议。老人跌倒扶他一把,本是天经地义之事,为何在中国却成了大事?人们不得不再次感慨:“老人跌倒该不该扶,需要十三亿人讨论吗?”敢扶,赞扬;不敢扶,体谅,在网友评论的字里行间里流露出的是一份对老人想扶却不敢扶的无奈。
老人跌倒该不该扶
在很多人对跌倒在地的老人不敢伸出援手的时候,18日晚,两名勇敢的本地后生女给出了自己肯定的答案。此举,却在网上引起了网友的热烈讨论。不少网友感叹,两名广州女孩微不足道之举,却让他们看到了社会道德的曙光。
有网友指出,扶起跌倒的老人本是一件不足挂齿的好事,缘何现在人们却“大惊小怪”?网友Yoyo说:“本来是一件很平凡的事情———阿婆跌倒,上前扶起本是理所当然。但是在中国,却变成了一条新闻,真是令人震惊。”
“本来是一件很平凡的事,但因为现在的社会和之前的几件反面事件让人们惧怕帮助老人家会惹祸上身,从而在人与人之间筑起了一道墙,变得越来越冷漠,这件事只不过告诉大家,并不是每个人都是那么丑陋的。”网友“順閣源物業”说。不少网友指出,正是在一系列反面事件的持续发酵下,这些微不足道的好事才会变得如此“难能可贵”。
在不少网友对女孩扶起老人表示肯定的同时,有部分网友却表示,怕扶皆因担心“好心没好报”。网友“蛙蛇”说:“不是我们没有良知,人人都有,我相信很多人都有意识想扶。但是不敢啊,人心险恶啊!”有网友甚至直言:“不是不想不扶,而是不敢扶,如果阿婆耍赖,那女孩岂不是有口难辩?”因此,有网友建议,如何设立一个法律体系保障帮扶人和被扶人才是解决问题的关键。
更有网友别出心裁地提出,扶起跌倒老人不是一个道德问题,而是一个技术问题。网友“闲庭信步”说:“ 最好帮忙打112叫救护车,因为老人摔倒,情况比较复杂,就算不会出现当事人或家属反咬一口这种情况,也可能因为护理不当帮倒忙,到时好心办坏事,就不好了。精神可嘉,但我认为处理欠妥当!”网友“天助自助者”说:“试问网友,有几个真正懂得人工呼吸,懂得灭火常识,懂得野外求生,懂得意外受伤自救?所以,当我们什么都不懂的时候,蛮干是急症施救的大忌。”
赵广军:扶人前先拍照
不少知名人士也参与到大讨论当中。
全国道德模范、广州市赵广军生命热线的主持人赵广军表示,扶人前要学会保护自己,“我觉得做好人好事并不意味着不保护自己,既然这样的事例出现了,我们就应该应对、反思,不要轻易牺牲自身名誉和利益。”志愿者在施救时应保留“三张照片”。即拍一张老人跌倒的照片,找路人拍一张自己和跌倒老人的照片并留下路人的联系方式,等120救护车到来后让护士拍一张照片,以此存证,被诬陷的几率就会大大降低。
此外,赵广军还从法律层面上呼吁政府能够建立相应的奖惩机制,应专门设立一项“诬陷罪”,对好人形成保护机制,能大大提高社会风气。
对此,知名媒体人马志海却有不同意见。他认为,老人摔倒了,路人扶一下,天经地义再正常不过,现在居然成了赴汤蹈火的壮举登上了报纸头条!“人的生命是平等的,是无价的,用利益的换算去衡量人的生命价值,这本身就是无耻的,因此,连这样的讨论都是无耻的。”但这种无耻的讨论却越来越多,“老人摔倒了该不该扶”就是一例。
广东省卫生厅副厅长廖新波却认为,扶还是不扶要看情况。他在微博上曾写道:“不要急于扶起,这怎么会是冷漠呢?如果你不会救,该救活的给你糊弄不是加速别人死亡吗?所以,大家不要浮躁,学一点医学常识不会害你的,更不会害人。”
老人该扶还是不该扶?这个话题似乎仍没有正确答案。
何伟杰、李春暐
科幻图片
据美国太空网站报道,一项最新研究显示,著名科幻小说《沙丘》中所描述的沙漠行星比类似地球的水世界更有可能孕育生命,这种行星或许是星系内最有可能存在生命体的星球。同时,这项研究暗示炽热的金星(平均表面温度达到460摄氏度)在10亿年前可能是一颗沙漠行星,或许金星远古时代曾孕育着神秘生命。
在地球上差不多只要有水的地方,就会有生命。科学家依据这一寻找生命的方法在宇宙中搜寻外星生命迹象,他们主要聚焦观测表面有大量液态水的“浅绿色行星”。
“浅绿色行星”通常是指覆盖海洋的类地岩石行星(比如:地球),或者完全覆盖数百公里厚冰层或者液态水的“海洋行星”(比如:木星冰冷的卫星木卫三)。为了实现可居住性,浅绿色行星必须环绕其恒星的“适居带”,这一太空区域既不炎热也不寒冷,如果该行星过于远离恒星,它们将冷冻。如果它们过于接近恒星,将在大气层中产生蒸汽流,吸引热量蒸发更多的水份,导致一种失控的温室效应,可煮沸行星表面的所有海洋,其情景如同金星表面。最终,像这样的行星将非常炽热,迫使水蒸汽上升至大气层的高度,在紫外光线作用下分离成氧和氢。之后氢逃逸进入太空,氧很可能与炽热行星表面发生反应进入到地幔之中,随着时间的推移,这颗行星大气层将损失所有的水份。
美国宇航局艾姆斯研究中心行星学家凯文-扎恩勒(Kevin Zahnle)称,科幻小说《沙丘》中的沙漠行星不像浅绿色行星那样表面拥有大量水资源,这样的行星表面没有海洋,却拥有广袤的干旱沙漠,可能零星分布着绿洲。在《沙丘》中一颗叫做“阿拉基斯”的沙漠行星,被描述为是可以孕育生命的陆地行星。
阿拉基斯行星是一颗较大、较温度的行星,与火星有点儿相近,拥有可吸入氧气的大气层,极地区域寒冷潮湿,可形成较小的冰盖和朝露。
“陆地行星”模型
科学家推断称,缺乏水资源的陆地行星实际上更可能实现在恒星周围形成一个较大的孕育生命区域,这里有几个因素在内,首先,陆地行星拥有较少水资源,无法转化大量的雪和冰,它们能反射阳光进入太空。同时,它可以吸收更多的热量更好地抵御全球冰冻现象,扩大适宜居住区域的寒冷外部极限。此外,陆地行星干燥大气层中缺乏水份将比浅绿色行星吸收更少的热量,有助避免出现失控温室效应,并扩大行星适宜区域内部、炽热边缘。大气层中水份越少,紫外线分解形成的氢和氧就越少。
日本东京大学研究员阿部丰(Yutaka Abe)和研究同事进行了类地行星三维简单全球气候模型实验,为了模拟陆地行星,他们设置了自转速率、大气压力和未变化的二氧化碳指数,但在模型中移除了海洋和植物,从而使地下水资源锁定在地表以下。科学家发现沙漠行星的适宜居住区域面积是浅绿色行星的3倍。
研究小组指出,拥有海洋的浅绿色行星并不是唯一类地宜居行星模型,最适宜生命居住的行星是首选行星是沙漠行星,而不是那些浅绿色行星。目前,这项研究报告发表在《天体物理学杂志》上。
处于宜居地带的沙漠行星
当分析这些行星的寒冷外部极限时,阿部丰和研究同事发现当地球接收阳光下降至72-90%时,浅绿色行星将完全冷冻,这取决于行星旋转轴朝向恒星的倾斜度。这种情况下,沙漠行星比浅绿色行星具有更好的全球冰冻抵御性,当接收光线下降至58-77%时才完全冰冻。这意味着陆地行星可远离恒星,却仍具备孕育生命的可能性。
对于这些行星的炽热内部极限,研究人员估计液态水可稳定保存于浅绿色行星极地,这里是该行星最寒冷的区域,照射的阳光是现今地球接收阳光的135%。相比之下,液态水可稳定保存于沙漠行星极地情况下,照射的阳光是现今地球接收阳光的170%。这意味着当沙漠行星可近距离环绕恒星运行,且仍具备孕育生命的条件。
像这样的沙漠陆地行星非常接近科幻小说《沙丘》中描述的阿拉基思行星,扎恩勒说:“虽然我并不知道这部小说中阿拉基恩行星上生存的沙虫是怎样的,但是沙漠行星的赤道区域过于炽热无法适宜生存,而极地区域的生存条件更适宜一些。我真实地认为极地区域是最佳生存区域,这里可能有更广阔的水域,甚至还有小溪流和湖泊。”
美国宾夕法尼亚州大学行星科学家吉姆-卡斯汀(Jim Kasting)称,这是一项非常有意义的研究。然而卡斯汀仍不确定这项发现将真实地帮助发现新适宜居住行星,无论它是沙漠行星还是浅绿色行星。
卡斯汀说:“基于我们的认知标准,为了揭晓是否哪颗行星适宜居住,它们需要具备水存在的迹象,目前我们通过望远镜尚不清楚是否能探测到沙漠行星上有足够的水资源。因此我并不认为它将改变我们在遥远太空寻找地外文明的策略。”
扎恩勒持不同意见,他说:“我们不可能探测到这些行星存在水的迹象,但或许能探测到氧气的存在。同时,我们在其它地外星球上发现许多存在水资源的情况,但这并不能作为该星球具有适宜居住性的判断依据。”
发现第一颗适宜居住行星
如果是这样的话,由于沙漠陆地行星比浅绿色行星更接近于主恒星运行,且具有适宜居住条件,扎恩勒认为,发现适宜居住的沙漠行星要早于适宜居住的浅绿色行星。前者更接近恒星运行,它拥有运行速度更快的轨道,途经恒星前方使恒星光线变暗的概率较大,这更加便于我们通过望远镜进行探测。
同时,卡斯汀并不确定少量水能稳定存在于行星表面。他猜测沙漠行星上的少量水资源将被岩石吸收,或者被吸入地幔之中。扎恩勒同意卡斯汀的观点并强调指出,我们并不是要寻找永久性适宜生命居住的星球,只需要满足生命体能够长时间存活即可。没有行星能够永久性适宜生存,甚至包括地球在内。
未来有一天,地球将变成一个沙漠世界。伴随着太阳的衰老,地球每隔10亿年亮度就会增加9%,太阳辐射会分解水成为氢气和氧气,将最终耗尽地球上的液态水资源。然而,研究人员计算地球在太阳步入衰老期的数十亿年里仍可能保持适宜居住性,地球能够避免失控温室效应现象,在太阳死亡之前可能仅损失三分之一的海洋。
目前令科学家关注的一个问题是金星曾经是否是一颗适宜居住的沙漠陆地行星?金星是太阳系内最火热的行星,或许曾经的环境状况能够孕育生命。扎恩勒称,假设金星曾经拥有液态海洋,研究人员推算称很可能金星远古历史时期曾有干燥且适宜生命居住的环境条件。
扎恩勒强调,在10亿年前金星的确具有持续性适宜居住的陆地环境,那时金星热带区域非常火热,但在极地区域温度较低且湿润,类似于地球的环境条件,并没有大量的二氧化碳。未来的研究将精确地证实金星曾经是否具有适宜居住性。(悠悠/编译)
科学家模拟的巨蟹座
据国外媒体报道,天文学家在距离地球41光年的巨蟹座55恒星系统中发现适宜生命居住带上的行星,这也是美国宇航局高度关注的系外行星之一。在这个系统中,天文学家认为有一个较大的行星位于可居住带地区,而可居住带上的水是呈液态。从图中可以看出,由美国宇航局喷气推进实验室模拟的行星轨道图像显示出围绕着中央恒星,存在着数颗行星,其中有较大的气态行星,也有岩质结构的行星。
“可居住带”是围绕在恒星周围的一个特殊的区域,是一个行星具备生命的必须条件之一。大多数的天文学家在寻找适合人类居住的行星都是从可居住带上的寻找,在这个区域上,恒星到居住行星的辐射在一个合理的水平上,所带来的温度变化也在一个适宜的区间内,更重要的是,在可居住带上的行星,由于恒星辐射水平的适宜度,其上的水是呈现液态,这对生命的存在具有非常重要的基础性意义。
当然,我们进行这些假设之前,还必须认定该行星具有大气以及固体表面,如果是一个气态行星,根本没有固体表面,则这种情况对于生命而言是非常恶劣的,基本不可能存在生命。而我们太阳系中,地球则是位于一个典型的恒星可居住带上,根据模拟结果显示,我们太阳系的可居住带从金星到火星之间,在这个区域之内,特别是位于地球轨道上,水是呈现液态,而且地球也具备岩质结构和大气特征,这些因素对于生命而言是非常有利的。
根据开普勒系外行星探测器公布的研究情况显示:截止目前,该探测器已经发现了1235个系外行星,这些系外行星都是位于他们的恒星系统中,当然,也是通过间接的观测测量得出的。而这些系外行星中,到底有多少行星是存在于他们恒星系统的可居住带上呢,或者说这些行星的轨道特征符合可居住的定义。开普勒探测器的科学家们得出的结果是,位于可居住带上的行星有54颗。这里的54颗行星并不是轨道参数都完全符合可居住定义,有些行星的轨道在一年中的大部分时间内位于可居住带上,小部分时间穿出了可居住带,这就意味着,这些行星如果上面存在水,那么一年的大部分时间内是呈液态,而小部分时间里是被冰冻了。
位于美国马萨诸塞州坎布里奇的哈佛大学天体物理中心的天文学家丽莎(Lisa Kaltenegger),现位于马克斯普朗克天文研究所,与天文学家贝尔巴托夫(Dimitar Sasselov)详细地讨论了恒星系统中可居住区域的必要条件。他们主要仔细考虑了五个因素:中央恒星的辐射强度和光谱性质,位于居住带上行星的离心率,行星的距离恒星的距离参数,行星的反射率,包括了大气中云层的覆盖情况,温室气体的浓度影响,最后,还有关于该行星的大气结构上的一些细节。
通过着一些合理的假设,科学家们发现,这个理论同样符合太阳系中可居住带的定义,也就是说,在我们太阳系中,从这个逻辑出发,可居住也是在金星轨道至火星轨道,并且还要超出一部分,接近小行星带的内缘位置。当他们重新使用这个新的思路去反推可居住区的定义时,发现原先我们认为开普勒系外行星探测器所给出的54个行星的数目有些太高了,这就是说,这54个行星中,还应该淘汰掉一部分,剩下的则是目前发现的符合生命居住的轨道环境。
但是,有一项更加准确的估计认为,开普勒系外行星探测器发现的系外行星中,只有六个是最符合可居住行星的定义,如果说这些行星上在大气结构,那么他们已经具备了非常良好的外部轨道环境,水在这些行星上是可以以液态的形式存在。而还有一个较为重要的结果是,这是我们在系外行星的探索中踏出的第一步,我们寻找的是类地行星,而不是与地球大小接近的行星,这两个概念上存在的区别,前者具有和地球构造相似的内核结构,存在着岩质固体表面,后者则是在体积上与地球接近。(Everett/编译)
2010年观测出的数据
科学家模拟出的超级地球图像
科学网(kexue.com)讯 外星人一直是我们探索的问题,不过可能距离揭开谜题的时候不远了。日前据美国宇航局天体生物学研究所夏威夷大学分部科学家纳德介绍:“超级地球”其实是一种介于地球和天王星之间级别的行星,目前在宇宙空间的一些天区的特殊地方被发现到。在体积上,超级地球比典型的类地行星要大,还具有与地球相似的物理和其他动力学特性,所以也相对容易被探测到。
而在太阳系附近发现的超级地球,就为人类未来星际旅行乃至遥远的将来进行太阳系外行星定居点的开拓提供了一个非常好的选择对象。这类行星也同样具有一个活跃的核心结构,并能保持住一定的大气环境,而如果这类行星被探测到位于恒星周围的可居住带上,那将引起天文学家的高度关注。
但是,有一点需要注意,一颗行星的可居住性是被定义为基于支持生命的基础上,而目前,地球是唯一一颗可居住的星球,所以我们仅仅能根据地球上生命的支持条件来反推一个星球的轨道和其他物理动力学特性是否具有这样一个水平。或句话说,目前只能说,只有具有地球这样的属性的星球,才能具备维持和发展高等智慧生物。
如果一颗星球被定义成“超级地球”,那这颗星球就有着较大的发展前景,因为具备了许多类似地球的特征。这些特征主要存在三个方面:行星的组成、版块构造的体现、行星磁场的存在。对于一个能维持生命的行星而言,液态水是一个高度且是优先事项,而如果确定这个事项呢?就要考察这颗行星的质量和轨道半径。
中央恒星距离太阳大约128光年左右,具有1.5倍的太阳质量。整个系统到目前为止发现了四颗行星。较早发现的HR 8799b、c、d三颗行星轨道半径为24、38、68AU(AU为天文单位),第四颗HR 8799e行星是具有7倍木星质量的巨型气体行星。通过对凯克II望远镜红外自适光学系统辅助观测下,科学家可以检测这些系外行星的大气属性。
迄今为止,有两个“超级地球”被天文学家列为重点观察对象:CoRoT-7b和GJ 1214b。这两个与众不同的行星给了我们非常大的想象空间,对他们的研究可以帮助我们了解这些行星的组成。版块构造在天体物理学家眼中是一个非常关键的角色,因为版块活动体现了行星核内部的活跃状态,同时也是地球物理演变的关键因素。另外,行星磁场的存在则是被认为是能保护行星上生命的重要屏障,致命的宇宙射线不仅对地球上的生命构成威胁,同样也会对可能存在的外星生物构成威胁。
而“超级地球”是否存在以及何如何存在磁场是一个非常值得研究的课题。在一般情况下,一颗行星具有的磁场环境与这颗行星的核心运动有关。就像地球的磁场一样,是由于地球核中流动的液态金属所引发的,即铁和镍的对流产生的环球性的电流,进而产生地球磁场。
最后,还有一项与生命至关重要的就是行星大气。具有大气结构的行星具备保护其上生存的生命,并且能保证生命的维持和演化发展。并且能形成与生命活动相关的化学属性。大气环境也可以保持行星上的分子不快速逃逸到宇宙空间中去,这同样也是衡量一颗行星具备生命发展条件的重要因素。
科学家估计,在低质量恒星周围所存在“超级地球”可能也会具有稳定的轨道环境,如果观测发现其具有较大的样本基数,那么在可居住带上发现超级地球的可能性也是会增加。而上文中提到的天文学家非常感兴趣的“超级地球” GL 581 g通过光谱分析发现,其具有大气环流的特征,科学家下一步将确定其大气物理和成分的特征,希望能发现更多具备支持生命的环境元素。(乔尔)
来自外空的陨石真存在DNA?
科学网(kexue.com)讯 根据美国航天局的研究,结论证明地球上的生命可能起源于外层空间。
科学家们分析了数十亿前面坠落在地球上的陨石。上面含有丰富的化学物质,而且这一物质是DNA组成的关键部分之一,可以说是生命的基石。
这样测试的结果表明,DNA的起源可能在外层空间。研究人员分析了12个陨石,匀发现了DNA的重要部分。研究人员表示,这将具有深远的影响。
研究人员迈克尔博士表示:“当时陨石撞击了地球,它的出现,将DNA带到了地球,它提供了生命的重要组成部分。”
早先学者发现陨石中含有生命所需要的三种成分中的两种。氨基酸同蛋白质结合在一起,创造出一些细胞。而这些东西最后可能又同DNA结合到一起。形成了生命。
而之前也有学者表示,地球生命来自火星,不知道这跟陨石有没有关联。地球上所有生命起源于火星生物可能不是完全性主流观点,它并非是过于偏激应当排除的理论。虽然现今火星表面寒冷干旱,没有生命迹象,但大量的证据显示数十亿年前火星表面更为温暖和潮湿。
地球历史上的生命体所处的生态环境总是包含着液态水,因此远古火星可能曾支持一些生命形式,或许在地球生命存在之前。研究人员称,如果是这种情况,火星微生物可能殖民到地球,它们通过小行星碰撞火星表面搭乘火星陨石抵达地球,在过去大约有10亿吨火星陨石到达了地球表面。
同时,火星微生物必须具有令人难以置信的顽强生命力,它们必须幸存于小行星碰撞,并穿越太空抵达另一颗行星。卡尔说:“轨道动力学显示火星陨石抵达地球比其它星体容易100倍。”因此,如果生命最初形成于火星,那么地球上所有生命体可能源自火星。美国宇航局艾姆斯研究中心天体生物学家克里斯-麦凯伊说:“火星生命与地球生命具有相关性并非难以置信,或许它们拥有共同的遗传基因。无论如何,这对于测试该理论是至关重要的。”
不知道这样的研究会不会这能找到地球生命的起源之谜。(乔尔)
科学网(kexue.com)讯 北京时间8月2日消息,参展犬冠军格伦帕克守卫者(Grenpark Keeper)是一只很受瞩目的狗,这只被称为“特洛伊”的短毛犬的精子在1989年首次采用试管受精时冷冻起来的,在它去世后20年,兽医通过一种新的方法,将它的精子给它的后代斯塔进行了人工受精,迎来了这三只健康的小狗崽的诞生,其中两只公狗,一只母狗。
欣喜若狂的饲养员罗宾-普莱斯热烈欢迎这些小生命的诞生
饲养者罗宾·普莱斯欣喜若狂,她说:“兽医采用新技术使精子重新恢复活力,然后又利用试管受精形式令斯塔成功受孕。对此我感到非常吃惊。这些狗狗很特殊,它们总是跟随着你,伴在你身边。我很感激兽医,虽然感觉会很奇怪,但是这三只小狗,是我的无价之宝。”
格伦帕克守卫者1989年首次在皇家墨尔本秀中获得冠军,然而不幸的是,它在5年后去世。一个实验室储存的它的精子被人淡忘了20多年,直到最近澳大利亚墨尔本莫纳什大学医院经过检测,发现这些精子目前的状况仍然很好。通过人工受精后的斯塔在今年7月8日生下2个儿子和一个女儿。这距离这3只小狗仔的父亲去世已经超过18年。罗宾打算给3个新生儿取名永生、追忆和回到未来。莫纳什大学医院兽医斯图尔特-梅森表示,他采用一项欧洲新技术后欣喜地发现,保存时间如此之长的精子竟能产生这么健康的一窝小狗仔。
这3只短毛猎狐梗幼仔蹲在它们获奖的父亲——格伦帕克守卫者的遗像前
梅森说:“这是一次非凡经历。对这次成功,我们感到与狗狗的主人一样惊喜。澳大利亚利用这么久远的精子进行人工受精取得成功的例子非常罕见。”这些小狗的母亲斯塔在恢复阶段,它们是由人工喂养,这包括它们被放置在温度在23摄氏度的恒温环境下长达10天,每天隔几小时就用奶瓶喂奶一次。
(科学网-kexue.com 玛格)