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地球最早的生命是什么時(shí)期 生命在地球上最早出現(xiàn)的時(shí)間大約距今

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核心提示：在科幻小說《三體》中，答案顯然是否定的，無數(shù)的生命體及地外文明蟄伏于宇宙之中，此消彼長，日轉(zhuǎn)星移 。而現(xiàn)實(shí)興許也是如此，也許在幾十億年前，類太陽太陽的行星上就已經(jīng)浮現(xiàn)了宇宙中最早的生命 。他們可能早已湮沒在時(shí)間的長河中，也可能在宇宙中留下了痕跡 。循著這些蛛絲馬跡，我們興許就能找到宇宙生命的起源 。...
人類在宇宙中是孤獨(dú)的嗎？每當(dāng)我們仰望星空時(shí)，興許就會(huì)思量這個(gè)問題 。
藝術(shù)家對GN-z11宇宙島的想象，它是目前已知的最古老的宇宙島 。（圖片來源：Pablo Carlos Budassi Wikimedia）
在科幻小說《三體》中，答案顯然是否定的，無數(shù)的生命體及地外文明蟄伏于宇宙之中，此消彼長，日轉(zhuǎn)星移 。而現(xiàn)實(shí)興許也是如此，也許在幾十億年前，類太陽太陽的行星上就已經(jīng)浮現(xiàn)了宇宙中最早的生命 。他們可能早已湮沒在時(shí)間的長河中，也可能在宇宙中留下了痕跡 。循著這些蛛絲馬跡，我們興許就能找到宇宙生命的起源 。
撰文 | 亞伯拉罕·洛布（Avi Loeb）
翻譯 | 洪藝瑞
【地球最早的生命是什么時(shí)期 生命在地球上最早出現(xiàn)的時(shí)間大約距今】審校 | 吳非
在宇宙大爆炸發(fā)生后約1500萬年，爆炸產(chǎn)生的電磁輻射逐漸消散，整個(gè)宇宙冷卻至接近室溫 。在2013年的一篇論文中，我把這個(gè)階段稱為“早期宇宙的宜居時(shí)期” 。如果人類生活在那個(gè)時(shí)期，即使沒有太陽也無關(guān)緊要，因?yàn)橛钪娴妮椛浔尘熬涂梢宰屛覀冏銐蚺?。
但是生命在那時(shí)就已經(jīng)誕生了嗎？答案很可能是否定的 。這不是因?yàn)槿狈m宜的溫度，菜葉網(wǎng)，而是因?yàn)橛钪嬷腥狈ι匦璧幕瘜W(xué)元素——碳元素和氧元素 。在大爆炸發(fā)生后的20分鐘內(nèi)，宇宙中僅含有少量的氫和氦、極其微量的鋰，以及幾乎可以忽視不計(jì)的其他更重的元素 。惟獨(dú)在大爆炸發(fā)生約5億年后，第一批太陽將氫和氦融合為氧和碳，從而讓生命成為可能 。
那么宇宙中的生命究竟起源于什么時(shí)候呢？宇宙中大多數(shù)太陽都形成于太陽誕生數(shù)十億年前 ?；谔栃纬傻?u>古代，我和拉斐爾·巴蒂斯塔（Rafael Batista）、戴維·斯?。―avid Sloan）計(jì)算了從第一顆太陽誕生到遙遠(yuǎn)的未來，不同的時(shí)間點(diǎn)生命浮現(xiàn)的概率 。結(jié)果表明，類太陽太陽周圍的生命很可能在最近幾十億年才浮現(xiàn) 。未來，在環(huán)繞矮星運(yùn)行的行星上，可能還會(huì)誕生更多的生命 。例如離我們最近的矮星比鄰星，它的壽命能達(dá)到太陽壽命的數(shù)百倍，能夠?yàn)槠湫行翘峁╅L達(dá)10萬億年的熱量 。興許有一天，人類科技足夠發(fā)達(dá)，我們就能遷徙到像比鄰星b這樣的行星上，開啟新的生活 。
離我們最近的太陽：比鄰星（圖片來源：ESA/Hubble & NASA）
固然，以上猜測都建立在一個(gè)假設(shè)上——水是生命之源 。水是目前已知的唯一能夠支柱生命的液體，但人類對自然的探究仍然相當(dāng)有限，誰也沒有把握說我們一定是對的 。宇宙早期是否有其他能支持生命的液體浮現(xiàn)？在我們和馬納斯維·林加姆（ManasviLingam）合作發(fā)表的一篇新論文中，我們就發(fā)現(xiàn)在第一批太陽形成后，氨氣、甲烷和硫化氫可能以液態(tài)的形式存在，隨后浮現(xiàn)的可能是液態(tài)乙烷和丙烷 。盡管這些液體與生命之間的相關(guān)性仍然不明確，但我們可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索 。目前的難點(diǎn)在于，需要首先制造出合成生命，哈佛大學(xué)的杰克·紹斯塔克（Jack Szostak）及全世界其他團(tuán)隊(duì)正積極嘗試攻克這個(gè)難題 。如果成功，那么我們就可以探索在水之外的其他液體中能否誕生生命 。
要想知道宇宙生命什么時(shí)候起源，可以嘗試在最古老太陽的行星上搜尋生命的跡象 。那么怎么確定哪些太陽最古老呢？天文學(xué)家認(rèn)為，這些太陽由于形成較早，因此重要由氫和氦組成 。比氦更重的元素，我們稱之為“金屬”，這些元素在古老太陽中含量應(yīng)該較低 。事實(shí)的確如此，我們已經(jīng)在銀河系邊緣發(fā)現(xiàn)了一些缺乏金屬的太陽，它們很可能是宇宙中最早誕生的一批太陽 。這些太陽往往含有高于平均水平的碳，我們把這種太陽稱為“高碳低金屬”（carbon enhance metal poor, CEMP）太陽 。
我和我之前的學(xué)生納塔莉·梅什（Natalie Mashian）對CEMP太陽進(jìn)行了研究，我們認(rèn)為繞CEMP太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的行星可能重要由碳組成，能夠?yàn)橛钪嬖缙谏恼Q生提供良好的基礎(chǔ) 。因此，我們可以尋覓那些繞CEMP太陽運(yùn)行，并且大氣組成存在物種標(biāo)記的行星 。通過計(jì)算這些行星的年齡，我們就可以猜測宇宙生命大約起源于什么時(shí)候 。
早期宇宙中的宇宙島團(tuán)（圖片來源：P.Rosati et al.; X-Ray: CXC, NASA / Optical: ESO, VLT）
另一種方法則是搜尋宇宙中早期文明發(fā)出的信號(hào) 。這些信號(hào)可能是推動(dòng)光帆時(shí)產(chǎn)生的一束光，也可能是一些宇宙尺度的工程項(xiàng)目留下的痕跡，比如挪移一顆太陽 。但不太可能會(huì)是通訊信號(hào)，因?yàn)閷⑿盘?hào)從宇宙這頭傳輸至另一頭，可能需要數(shù)十億年，沒人會(huì)想通過這種方式進(jìn)行交流 。
但這些生命的痕跡注定不會(huì)長久 。10萬億年后，暗能量造成的宇宙加速膨脹會(huì)讓整個(gè)宇宙陷入黑暗和嚴(yán)寒之中，所有的生命或?qū)⑾萑胗篮愕某良?。我們無法想象10萬億年后人類將怎么應(yīng)對這場災(zāi)難，我們甚至不知道那時(shí)人類是否存在 。但我們?nèi)匀豢梢詾槲磥砣祟惲粝乱还P遺產(chǎn)——我們可以珍惜眼前漂亮的自然環(huán)境，對大自然的饋贈(zèng)葆有感恩之心 。如果人類的后裔足夠聰慧，能夠熬過那段黑暗時(shí)光，那么興許我們今天的行為會(huì)讓他們感到驕傲，并把我們的貢獻(xiàn)銘刻在他們的古代之書上 。

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