地球上存在千姿百態(tài)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(jī)。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(xué)家的青睞。但在浩瀚的宇宙中,不同于地球的星球上會進(jìn)化出生命嗎?例如,太陽上會存在生命嗎?
什么是生命?
根據(jù)生命的定義,生命之所以有別于物體,是因為生命存在生物過程,能夠進(jìn)行新陳代謝,對外界的刺激產(chǎn)生回應(yīng),并且還能進(jìn)行繁殖。從生物學(xué)角度來看,新陳代謝與繁殖是生命的標(biāo)志。
另一方面,從熱力學(xué)角度來看,生命是低熵體。熵反映的是系統(tǒng)有序度,有序度越高,熵越低。生命會不斷從周圍環(huán)境中獲取有能用,從而降低自身的熵,維持低熵體的狀態(tài)。作為低熵體的生命并不違反熱力學(xué)第二定律,因為生命在消耗能量時會導(dǎo)致整個宇宙的熵增加,熵增原理始終成立。
太陽上的物質(zhì)狀態(tài)
太陽上存在著元素周期表中的各種自然元素,主要為氫(質(zhì)量比例73.5%)和氦(24.9%),另外還有氧、碳、鐵、氮、硅和硫等元素。不過,這些元素不像地球上那樣組成固態(tài)、液態(tài)或者氣態(tài)的單質(zhì)、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(huán)境中,中性原子無法存在,電子獲得能量之后會脫離原子核的束縛,成為自由電子,這就是物質(zhì)的第四態(tài)——等離子態(tài)。等離子體的某些物理性質(zhì)類似于氣體,它們都沒有固定的形態(tài)。
太陽上的等離子物質(zhì)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(jī)大分子,它們不可能產(chǎn)生類似地球上的生命形式。但太陽上存在很強(qiáng)的磁場,帶電的等離子體會受到磁場作用而形成穩(wěn)定的等離子環(huán),它們可能會像原子那樣構(gòu)成一種特殊的生命形式。
如果存在等離子體生命,它們能夠借助磁場進(jìn)行某種意義上的新陳代謝,并能自我復(fù)制,它們可以吸收太陽能來維持低熵的狀態(tài)。等離子體生命可能非常龐大,尺寸可達(dá)數(shù)公里,因為每個構(gòu)成它們生命單元的等離子體環(huán)中包含大量的原子核和電子,但這相對于體積龐大的太陽仍然很小。
然而,遺憾的是,目前沒有證據(jù)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。
死亡恒星上可能會有生機(jī)
除了像太陽這樣的主序星之外,著名天文學(xué)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(zhì)是等離子體,其形態(tài)類似于氣體。而一些大質(zhì)量恒星死亡后,它們的核心經(jīng)過引力坍縮會產(chǎn)生具有固體表面的中子星。
根據(jù)德雷克的設(shè)想,在中子星上,原子核在強(qiáng)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(jié)合成分子。如果中子成鍵能夠形成復(fù)雜的有機(jī)核分子,這樣就有可能形成生命。
事實上,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了核分子。不過,核分子極其不穩(wěn)定,壽命非常短暫,它們很難形成更大的有機(jī)分子,更不用說生命。但在引力極端的中子星上,有機(jī)核分子或許能夠穩(wěn)定存在,它們有可能構(gòu)成特殊的生命。
其他形式的生命
宇宙中除了存在由原子構(gòu)成的物質(zhì)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(yuǎn)多于普通物質(zhì)的暗物質(zhì)。既然普通物質(zhì)能夠形成生命,那么,由能量或者暗物質(zhì)組成的生命也是有可能存在的。宇宙這么大,我們所知的東西很有可能只是冰山一角。
本文出自:火星科普