表面之下 为什么科学家相信:外星生命一直潜伏在土卫二的表面之下
人类探索宇宙的真正目的是什么?有人说为什么要满足好奇心,消除对未知的恐惧?这只是部分原因,但不是最终目的。
事实上,人类想要了解自己和我们是谁。它是从哪里来的?整个宇宙从何而来?
在人类的思想中,我们一直相信因果关系。这就导致我们认为一切不可能通过空出现或消失。一定有它的起源和起因。
这句话听起来耳熟吗?是的,就是我们常说的能量守恒定理。既然能量守恒,宇宙的能量应该永远为零,没有物质,空和时间。
但事实并非如此。我们生活的宇宙可观测半径为460亿光年,包含大约2万亿个星系。当然,整个宇宙大概是无限的。
这么大的能源总量是怎么来的?这是我们人类需要知道的。此外,还有一件事困扰着人类,那就是我们自己。
我们不知道自己从哪里来。关于生命起源的问题一直在科学和神学之间摇摆不定。因此,探索宇宙中可能存在的生命可以为我们解答一些问题。
比如人类真的很特别吗?地球生命的出现是宇宙演化中的偶然还是必然?只要我们发现了地外生命,我们就能回答这些问题,并在我们对宇宙的理解中发挥关键作用。
那么你在哪里找到外星生命呢?当然,宇宙如此之大,有很多地方可以选择,但更可靠的方法是看看我们自己的太阳系,这毕竟是最现实的方法。
无论是以前还是现在,我们的太阳系中确实有一些潜在的生命存在的地方,也有一些地方科学家认为存在生命的可能性很大。
比如从小到大概率排列的行星有:金星大气、火星、土卫六甲烷湖、木卫二、土卫六地下海洋。
今天的演讲主要是关于土卫二的。它是土星第六大卫星,直径只有505公里,是土卫六直径的1/10,月球直径的1/7。与英国相比,整个球体就像下图。
一直以来,人类的目光都聚焦在巨大的卫星土卫六上,因为上世纪70年代,旅行者1号在土卫六上发现了厚厚的大气层,并且在这颗卫星上出现了类似地球的“降雨”现象。
然而,它不是液态水,而是由于高压大气和低温而液化的甲烷。在土卫六的表面,有类似地球的甲烷湖、河流和海洋。以及这些液体冲刷形成的地质结构。
科学家们开始猜测是否有一种由不同物质组成的生命与地球上的生命不同。例如,这种生命可以生活在碳氢化合物形成的液体中。
事实证明,这个猜想一点也不可靠。我们以后再谈。
但是近年来,通过分析从土卫二获得的数据,这颗行星已经被科学家们迷住了。因为在2019年,科学家从这颗卫星表面下形成的液体喷泉喷出的物质中发现了有机化合物。
这颗卫星极其寒冷,因为它的质量非常小,没有自己的大气层,并且在太阳系的冻结线之外。
表面被厚厚的冰层覆盖,反照率非常高,因此成为太阳系中最亮的天体之一。
卡西尼号还在土卫二附近发现了大气对土星磁场的影响,因为土卫二没有大气,所以这个现象有点不合理。
但是经过仔细研究,科学家们发现了土卫二有一个地下海洋世界的真相。
探测器发现的卫星对土星磁场的扰动现象,是由于土卫二表面形成的液体喷泉能以高达每小时1200公里的速度喷出冰粒,形成羽状结构,被抛入几百公里空的高度,然后回落到卫星或土星环表面。
在欧罗巴也发现了液体喷泉,这并不特别令人惊讶。最令人兴奋的是,当科学家研究土星的E环时,他们发现了一种特殊的粒子,这种粒子只有在温度超过200华氏度时才会产生。
这表明在土卫二的海底有一个热液喷口。
这类似于在地球海洋中发现的海底火山口。这个地方是微生物的天堂,很多厌氧菌可以通过吸收热液喷口的能量,将无机物转化为有机物。
此外,我们认为海底热液喷口,或陨石坑中的温泉,是地球上古代生命起源的地方。因为温度,会发生一些神奇的化学反应,温度、水和有机物是生命诞生必不可少的条件。
所以问题是为什么土卫二内部保持这么高的温度?
这个推测还是来自于土星的潮汐引力,这种现象在木星上也可以看到。最明显的例子是木卫一,它是太阳系中火山最多的卫星。
原因是木星巨大的引力和木卫二的引力会使木卫一时而收缩,时而膨胀,从而导致木卫一内部被摩擦加热,最终导致大量火山的形成。
现在的问题是,为什么科学家们坚信海底会在这样的时刻出现生命?
你看,我们在液态水中发现了有机物,这是生命的基石,而且有水和适当的温度。这是目前科学对生命诞生条件的认识。
因此,我们认为这样的世界一定有未知的生命形式。
此外,恩克拉多斯的海洋被认为适合生命生存。目前的估计是海洋的年龄是10亿岁。这个年龄恰好是生命进化的最佳时期。
以正确的方式组合这些必要的元素需要时间,但10亿年可能就足够了。
现在我们来谈谈最后一个问题。为什么我们总是寻找与地球相似的环境,比如温度、水和有机物?比如碳、氮、氧、氢等等。
因为碳是所有化学元素中最容易形成、结构最稳定的有机分子长链,所以硅的活性不如碳,长分子很容易断裂。
因此,碳基生命是整个宇宙中最合理的。而这些构成地球生命的元素,确实是宇宙中最丰富的元素。
你看,氢排第一,氧排第三,碳排第四。这三个要素是最适合的人生基石。
为了发现土卫二探测器,我们将主要寻找隐藏在冰盖下的可能生命。