宇宙中的生命何时开始?

星际友善款待,或欢迎宇宙访客,可能解开这个谜团

Milky Way rising over Dorset, England.

我们的太阳并非一颗典型的恒星。大多数恒星的质量只有太阳的十分之一,寿命却是太阳的数百倍。此外,根据观测到的自大爆炸以来的恒星形成历史,大多数恒星的形成时间都比太阳早数十亿年。

为什么我们在宇宙历史中如此晚才诞生,并且围绕着像太阳这样相对巨大的恒星?从统计学上讲,我们更有可能在更早的时候或围绕着质量更小的恒星存在。

哥白尼原则断言,我们并非宇宙中享有特权的观察者。它源于半个世纪前尼古拉斯·哥白尼的发现,即我们并非像之前认为的那样位于宇宙的物理中心。如果这个平庸原则适用于我们所有的宇宙环境,那么一定存在物理原因,解释为什么我们这种特殊形式的智慧生命没有在早期或矮恒星周围出现。


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人们自然而然会想到两种明显的解释。首先,组成早期恒星的物质缺乏生命(以我们所知的形式)必需的重元素。这包括构成像地球这样的岩石行星的重元素,以及水基有机化学所需的氧和碳。其次,矮恒星亮度较弱,使其宜居带更靠近恒星。鉴于这种邻近性,类地行星的大气层会被恒星风剥离,或者其表面会被这些矮恒星的紫外线耀斑 Sterilize。

然而,许多重元素丰度与太阳相似的类太阳恒星一定在太阳之前很久就形成了,因为我们看到了它们死亡的产物——白矮星。因此,很难想象我们是宇宙舞台上出现的第一个先进文明。我们能否找到更早参与宇宙生命故事的参与者的证据?

一种方法是在我们银河系中寻找更古老恒星周围的生命迹象。这项搜索可以针对生物特征,例如它们周围行星大气层中的氧气和甲烷,或者技术特征,例如无线电激光传输、工业污染城市灯光

第二种方法是寻找早期的技术文明,这些文明产生了强大的光信标,或者以可探测的方式改造了它们的环境,跨越了宇宙距离。要使这些指纹在浩瀚的宇宙中可见,就需要它们相对于我们的技术能力拥有巨大的进步,因为我们仍在努力收获地球拦截的太阳能中的极小一部分。

第三种也是最简单的方法是在我们的太阳系内寻找数十亿年前由先进文明运送到星际空间的科技包裹。毅力号探测车可能会在火星表面撞到此类物体的残骸。我们也可以搜索我们的月球,月球可以作为一座博物馆,收集随着时间推移撞击其表面的古代人造物体,因为它没有大气层,不会在撞击前将其烧毁,也没有地质活动会在撞击后将其与其内部混合。

总而言之,我们应该以一切可能的方式探索早期宇宙生命,以认识到谁比我们更早出现,以及我们可以从他们身上学到什么。

荷马(Homer)时代的古希腊文化,据说是《伊利亚特》和《奥德赛》的作者,非常重视对新客人的款待。以至于希腊神宙斯在他作为陌生人保护者的角色中也被称为宙斯·克塞尼俄斯(Zeus Xenios)。友善款待的概念反映了热情好客的仁慈。

古希腊人对客人的仪式化友谊是有益的,因为它使他们能够从来自遥远地区的访客那里获取新信息。今天,人们可能会认为这种动机已经过时,因为通过互联网、全球贸易和航空旅行,信息可以在地球上轻松流动。然而,目前至少对我们来说,关于生命在星际空间流动的信息是缺乏的。在这种背景下,我们应该效仿古希腊人,以现代的方式认可友善款待。

星际友善款待 意味着我们应该欢迎访客——即使他们以携带来自更早时期信息的旧硬件(而不是自然智能)的形式到来。我们的技术文明可能会从与此类遭遇中获得的知识中获益匪浅。毕竟,我们与这些访客共享同一个宇宙邻域。

在一个最近的微风习习的傍晚,我注意到一位不熟悉的访客站在我家门前,并询问了他的身份。他解释说,他半个世纪前曾住在我家。我欢迎他来到我们的后院,在那里他注意到他父亲埋葬了他们的猫,并放置了一块刻有猫名字的墓碑。我们去了那里,找到了墓碑。

在过去的 100 亿年中,我们的银河系邻域可能已被过往的访客多次访问。为了找到他们,我们需要监测天空,并在我们地球家园附近搜索不熟悉的物体。这正是最近宣布的伽利略项目背后的基本原理,该项目旨在确定地球附近不寻常星际物体的性质。

如果我们找到古老的访客,他们可能会为我们提供关于我们宇宙邻域生命历史的新视角。通过这样做,他们将为我们在共同空间中欠他们的真挚历史友谊赋予我们自身生命更深层的意义。

星际友善款待可能是我们文化繁荣的关键,正如它导致了古希腊哲学和文学的智力丰富一样。

阿维·勒布 是伽利略项目的负责人,哈佛-史密森天体物理中心理论与计算研究所所长,哈佛大学黑洞倡议的创始主任,以及哈佛大学天文系前系主任(2011-2020 年)。他曾任美国总统科技顾问委员会成员,以及美国国家科学院物理学和天文学委员会前主席。他发表了一千多篇同行评议论文,并且是畅销书《Extraterrestrial》和《Interstellar》的畅销书作者,以及教科书《Life in the Cosmos》和《The First Galaxies in the Universe》的合著者。

更多作者:阿维·勒布
SA Space & Physics Vol 5 Issue 1这篇文章最初以“宇宙中的生命何时开始?”为标题发表于 SA Space & Physics 第 5 卷第 1 期(
doi:10.1038/scientificamerican022022-1VRhsCHAd6cGICyArJoBHw
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