SPACE 空间
返回主页   http://space.lamost.org

请选择适合您的字体大小:【

关于人类寻找地外生命的历史与最新动态.


人类能找到外星人吗?

中国科学院上海天文台 赵君亮

人们力图和外星人联系

1960年5月,美国一些天文学家用射电望远镜观测恒星鲸鱼座t,试图收到外星人发来的讯号。这颗星距我们11光年,它在许多方面都同太阳相似。如果它周围一颗行星上栖居了一批技术水平同我们相仿的外星人,那他们也许正在向外发射无线电讯号以求与外部同类取得联系。正是这样的合乎逻辑的推理,促使人们进行了这项称之为"奥兹玛"的探索计划。计划进行了3个月,结果一无所获。

人类也有过向外界发送讯息的尝试。1974年11月,美国阿雷西博天文台的大射电望远镜向武仙座星团发送了3分钟无线电讯号。讯号将在24000年后到达目的地。如果届时某一类文明生物已有了大射电望远镜,并恰好指向地球,那也许就会收到我们的讯号。当然,要通过这样短的发射来达到目的可能性实在太小了。不过,这毕竟是人类力图把自己的存在告诉别的同类的一次尝试。

就在这次发射之前不久,先驱者11、12号飞船上携带了两块特别的镀金铝盘离开地球。铝盘上刻有男女裸体人像,以及地球在银河系中的位置和有关太阳系的一些信息。后来旅行者1号宇宙飞船又携带着"地球之音"的人类信息飞向太空,其中有115幅照片和图表,近60种语言的问候语,35种自然声音,以及27首古典和现代音乐等。科学家们希望有朝一日这些"信物"会落入外星人之手,从而使他们知道我们的存在,并设法同我们联系。

这些做法能同外星人联系上吗?为了讨论这一问题,还得从行星的诞生谈起。

恒星演化和行星的形成

生命只能出现在能发出光和热的恒星周围的行星上,但并非所有恒星都必然带有行星。星云说认为,恒星是从自转着的原始星云收缩形成的。收缩时因角动量守恒使转动加快,又因离心力的作用星云逐渐变为扁平状。当中心温度达700万度时出现由氢转变为氦的热核反应,恒星就诞生了。盘的外围部分物质在这过程中会凝聚成几个小的天体——行星。

星云说可以合理解释许多观测事实,但也存在一些困难。另一方面,计算机理论模拟计算表明,如果星云物质在收缩过程中没有角动量转移,那结果不会形成一个中央恒星和周围一些小质量行星,而是会形成双星。在双星系统中即使形成行星,不用多久它们也会落入某颗恒星中,或者被抛入宇宙空间,不可能长期在恒星周围存在。

看来大自然给原始星云两种发展的可能:物质保持它原有角动量,演化后形成双星;或者两者在演化过程中恰到好处地分道扬镳,结果生成中央恒星以及绕它运转的行星。

生成智慧生物的漫长过程

生物的进化是一种极为缓慢的过程,所经历的时间之长完全可以同太阳的演化过程相比。化石的研究发现,早在35亿年前地球上就已有了一种发育得比较高级的单细胞生物,称为蓝——绿藻类。根据恒星演化理论以及对地球上古老岩石和陨星物质的分析知道,太阳和地球的形成比这种生物的出现还要早10~15亿年。太阳系形成后大约经过50亿年之久地球上才有人类。

现在设想把每50亿年按简单比例压缩成1“年”。用这样的标度1星期相当于现实生活的1亿年,1秒钟相当于160年。从宇宙大爆炸起到太阳系诞生,已经过去了大约2年时间。地球是在第3年的1月份中形成的。3、4月份出现了蓝——绿藻类这种古老单细胞生物。嗣后,生命在缓慢而不停顿地进化。9月份地球上出现了第一批有细胞核的大细胞,10月下旬可能已有了多细胞生物。到11月底植物和动物接管了大部分陆地,地球变得活跃起来。12月18日恐龙出现了,这些不可一世的庞然大物仅仅在地球上称霸了一个星期。除夕晚上11时北京人问世了,子夜前10分钟尼安特人出现在除夕的晚会上。现代人只是在新年到来前的5分钟才得以露面,而人类有文字记载的历史则开始于子夜前的30秒钟。近代生活中的重大事件在旧年的最后数秒钟内一个接一个加快出现,子夜来临前的最后一秒钟内地球上的人口便增加了两倍。

由此可见地球诞生后大部分时间一直在抚育着生命,但只有很短一部分时间生命才具有高级生物的形式。

行星上诞生生命的苛刻条件

现在我们看到了,智慧生物的诞生要求恒星必须至少能在约50亿年时间内稳定地发出光和热。恒星的寿命与质量大小密切相关。大质量恒星的热核反映只能维持几百万年,这对于生命进化来说是远远不够的。只有类似太阳质量的恒星才是合适的候选者,银河系内这样的恒星约有1000亿颗,除双星外单星大约是400亿颗。单星是否都有行星呢?遗憾的是我们对其他行星系统所知甚少,但是确已通过观测逐步发现一些恒星周围可能有行星存在。考虑到太阳系客观存在,甚至大行星还有自己的卫星系统,不妨乐观地假定所有单星都带有行星。

有行星不等于有生命,更不等于有高等生物。关键在于行星到母恒星的距离必须恰到好处,远了近了都不行。由于认识水平所限我们只能讨论有同地球类似环境条件的生命形式,特别要假定必须有液态水存在。太阳系有九大行星,但明确处在能有条件形成生物的所谓生态圈内的只有地球。金星和火星位于生态圈边缘,现已探明在它们的表面都没有生物。

对一颗行星来说,能具有生命存在所必须满足的全部条件实在是十分罕见的。太阳系中地球是独一无二的幸运儿。详细计算表明,在上述400亿颗单星中,充其量也只有100万颗的周围有能使生命进化到高级阶段的行星。

另一个限制条件是地外生命应该与地球上生命有类似的化学组成。天文观测表明,除少数例外,整个宇宙中化学元素的分布相当均匀,因而完全有理由相信在遥远行星上也能找到构成全部有机分子所需要的材料。事实上已经在不少地方发现了许多比较复杂的有机分子。因而可以认为,生命在某个地方只要理论上说可以形成,实际上也确实会形成。于是银河系中就会有100万颗行星能有生命诞生,不过每颗行星上的生命应当处于不同的进化阶段。

能找到外星人吗?

如果我们为100万这个大数目感到欢欣鼓舞,认为找到外星人不成问题,那就高兴得太早了。对于地外高级生物只有当能同他们建立联系时才有意义。就人类目前的认识来看,无线电讯号是建立这种联系的唯一可行的途径,因而必须进一步探讨有多少个行星上居住了有能力发送这种讯号的文明生物。如果他们从存在以来一直在发送这种讯号,那就应该有100万个正在进行无线电发播的行星。但事实上不要说藻类,就是人类在100多年前也还没有这种能力。另一方面,技术已遭到破坏,以及本身已遭到毁灭的生命形态也是不会这样做的。请不要忘记,差不多在能发射无线电讯号的同时,人类也研制成了大规模核武器,它们足以把地球上全部生物彻底毁灭掉。外星人会不会为失去理智的战争狂所支配而毁掉自己呢?这种可能性也许不能完全排除。

让我们又一次乐观地认为外星人有能力、有理智解决那些我们所担心的问题,并假定他们在和平繁荣的环境中生活了100万年。由于科学技术极为发达,生活充分富裕,他们必然会想到、也完全有能力耗费巨资来从事有重大意义的开创性研究,其中包括试图同外部世界同类建立联系。他们在100万年内不停顿地向外界发送强有力的无线电讯号。这么一来在上述100万颗行星中,就有一小部分正在发播这种讯号,这部分所占的比例是100万年除以40亿年,即0.025%。这意味着目前正在发送讯号的只有250万颗。如果它们均匀地分布在银河系中,则相邻两颗之间的距离约为4600光年。人类发出的讯号要经过4600年才能送到离我们最近的外星人那儿。如果他们收到了并随即发出回答,那要收到他们的回音我们还得再耐心地等上4600年!奥兹玛计划的联系对象离开我们只有十几光年,这样做实在没有多大意义。要使计划变得有实际意义,必须监听4600光年范围内每一颗类似太阳的单星是否在发出有含义的讯号。

要是更实际一点,想想人类有历史记载的只有4000年。如果外星人只是在4000年长的时间内有能力进行无线电发播,那么今天在向外界播发讯号的就只有一颗行星!于是,整个银河系中除地球外充其量也就再有一种文明生物在发送讯号,我们用射电望远镜在银河系内留心倾听这种讯号的种种努力就完全是徒劳无功之举!

读者也许会为这一结论深感失望。那么实际情况同这里所估计的会有多大差异?上面的讨论中有许多不确定因素。每颗单星周围都有行星吗?生命是否只能在地球这样的环境下诞生?还有,实际上我们并不知道一种智慧生物到底能生存多久,他们能一直生存下去吗?这些问题恐怕在相当长时间内还无法作出明确的回答。然而原始人又何尝想到今天的大型客机、彩色电视、快速电子计算机和登月飞行呢?只要人类能在和平繁荣的环境中一直生活下去,科学的发展会逐步回答这些问题。不过就目前来看,外星人即使存在,我们也暂时无法同他们进行有效的联系。因而,把不明飞行物同天外来客的宇宙飞船联系在一起恐怕是不可信的。

附录 :人类寻找地外生命的最新动态

寻找地外生命

为了寻找地外生命,1999年5月24日,一个名为"相遇2001"的公司借助克里米亚半岛的乌克兰叶夫帕托里亚直径70米的射电望远镜,朝4颗50-70光年远的类太阳恒星方向发射了一系列射电信号,这是人类25年来第一次有意识的星际广播。

早在1974年11月16日,美国射电天文学家德雷克曾用阿雷西博直径305米的射电望远镜向24000光年以外的球状星团M13发送过信号。可那次信息的长度仅为3分钟,由1679个字节组成,其中包括了地球在太阳系中的位置、人类的外形和DNA资料、5种化学元素的原子构成形式以及一个射电望远镜的图形。

相比之下,此次发送的信号比德雷克的那此内容更为丰富,而且被地外生命接收到的可能性更大。该信号的发送频率为5010千赫兹,比电视广播强10万倍,长度达到40万比特,它包括一系列页面,有地球和人类的详细资料、基本符号、用逻辑描述的数字和几何、原子、行星及DNA等信息,并在三小时内重复发送三遍。

当然,两次信息的发送都使用同一种二进制数学语言,因为只有这种语言,我们才有可能和宇宙中假定存在的地外生命沟通。科学家们相信,任何具有一定数学知识的地外生命都有能力破译这些二进制编码,进而了解其内容。如果他/她/它真能截取并记录下这些信号,那么就会了解地球、太阳系、人体、人类文化和技术水平的大致状况。

另一方面,由于缺乏功能足够强大的计算机,科学家们还建立了SETI@home系统,以便在处理射电望远镜收集到的地外生命信号时,得到全球计算机用户的帮助,防止这些信号溜掉。

除此之外,这个由国际上多家航天业、信息业和生物化学业领域的知名企业联合组成的"相遇2001"公司还肩负着另一项重要任务?在2001年年底发射一艘小型宇宙飞船。这艘飞船将一直在宇宙中漂流,直至有一天被地外生命截获为止。它将载有更多的人类信息,并可以将数以十万计的志愿参加者的照片、手写信息和头发标本送入太空。其中,头发标本经过特殊处理后,可以使其所含的人体DNA信息保存完整。

培养研究地外生命的专门人才

华盛顿大学98年9月份宣布,它将启动一项由国家科学基金资助的研究生教育项目,该项目旨在培养研究地外生命的博士研究生,这在宇宙生命学方面尚属首次。

这门专业看起来似乎挺有意思,但真的学起来并不那么轻松。学生们必须先要了解地球上的生命是如何形成的,这就涉及到天文学、大气科学、海洋学以及微生物学。负责此项目的微生物学家简姆斯·斯特雷说:"我们想在地球的环境中研究生命,因此必须要研究地球上诸如火山口、海冰和地下玄武岩的形成过程,因为这些都是形成微生物的极好环境,而且很可能与其它星球上的环境相类似。"除此之外,学生们还要研究大量的在地球上了解较少的有机体。

给学生尝尝寻找地外生命的滋味,并非华盛顿大学只此一家,美国航空航天局新成立的宇宙生命学研究所将提供同样的机会。日前,美国航空航天局的科学家们正和来自五所大学的教授们洽谈这项合作项目。

空间天文网 (http://space.lamost.org)整理

电子邮件 | 留言本 | 设置首页 | 回页顶 | 主页
建议使用800*600以上分辨率的显示器及 IE 5.0 以上浏览器浏览
© Copyright space.lamost.org  2003-2010