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21世纪科学探索热点——探寻地外生命

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世纪之交,人们把注意力投向了新的科研热点——生命科学。在地球范围内,破解人类基因成就显赫。从宇宙的大环境上看,探索地外生命也渐成热门。其中有在火星上搜索研究流水迹象的努力,有木卫二上是否有生命的猜想,有木卫三上是否有水的研究。科学家还发现了几个太阳系外的行星系等。这些都是人类在认识世界的征程上迈出的脚步。当代科学对自然界认识的杰出成就,就是了解到自然界的历史是一个漫长的演化发展过程,并且这个演化仍在继续之中,科学就是找出并描述清楚这个演化历程中的各个环节,而生命就是这一演化的重要内容之一。探索地外生命也是探索人类自身的过程。
     搜寻太阳系外的行星系
     目前科学家们探索地外生命仍以地球上的生命过程为样板,设想生命诞生并繁衍应在类似地球这样的行星上。这样的类地行星特征应该是有坚硬的岩石表面,有大气层,有液态水,有适宜的温度。这样的行星应环绕一颗中年稳定的恒星,沿着近似于圆形的轨道运动,与所环绕恒星的距离适中。从整个宇宙看,生命对环境的要求是非常苛刻的。寻找太阳系外的行星系是探测太阳系外生命最基本的环节。
     随着天文观测技术不断进展,寻找太阳系外行星系的观测手段已从可见光波段发展到红外波段,望远镜已从地面移到太空。20世纪90年代以来,这方面的观测成果是显著的,每年都有新发现。2000年3月29日,美国两位太阳系外行星系搜寻者——加利福尼亚大学的保罗·巴特勒和卡内基学会的杰弗里·马西报告说,他们通过设在夏威夷莫纳克亚天文台口径达10米的凯克巨型望远镜,在鲸鱼星座HD1614和HD46375两颗恒星周围发现两颗比太阳系中的土星小的行星,这一发现引起科学家们的关注。因为在此之前发现的行星,从性质上看它们都类似木星,甚至比木星还大许多,这样的行星上是不可能有生命存在的。这两位科学家在寻找太阳系外行星系方面成绩卓著。在过去的6年里,科学家们共发现50多颗太阳系外的行星,其中有25颗是这两位科学家发现的。巴特勒指出:“银河系约2000亿颗恒星中,大约有10%拥有巨大的、容易发现的行星,很可能其余的恒星中的大多数也有行星环绕运动,只是我们目前尚未掌握探测它们的技术。”
     2000年8月,在英国曼彻斯特召开的国际天文学联合会上有人宣布,发现了太阳系外的几颗行星,其中一颗行星是在波江星座ε(希腊字母,读音为伊普西隆)星身边发现的,这颗行星类似木星。美国麦克唐纳天文台的天文学家威廉·科克伦认为:“这颗恒星附近也许还有足够的空间有类地行星在运动。”波江星座ε星从1960年到现在,一直是天文学家们观测研究的重点对象,一次又一次引起天文学家们产生兴趣冲动,也许不久的将来,它将对恒星演化、太阳系形成和演化,乃至生命演化的探索作出自己的奉献。
     与地外知音对话的努力
     “地外文明和外星人”是当代社会人们常说的最有兴味的话题,人们企盼着能在宇宙间找到人类的知音。同样,探索地外文明已不仅是说说而已,而是作为一门综合性的边缘学科已经形成。从1960年以来,各种探索地外文明的计划不断地推出。然而,“地外文明”是“地外生命”演化发展的高级层次,这是一项比“寻找太阳系外的行星系”更艰难的探索,至今还没有像样的结果。应该看到,对这样一项重大的科学课题,过于乐观或过于悲观都为时尚早。
     有些科学家把宇宙间的文明分为三种类型:一级文明只能在本星球上搞开发;二级文明将把开发延伸到所在的行星系;三级文明应该可以活跃在所在星系。人类已经在为进入二级文明做出不断努力。所谓搜索地外文明,也就是探索具有这三类文明的高级生物,这些高级生物对宇宙客观世界应有共同的认识,比如,掌握电磁波传递信息的本领,并以此向外空发射信号表面自己的存在,同时收集外空文明发来的信号,当然这些都是不同文明之间沟通的良好愿望。例如,1974年11月16日,美国利用阿雷西博直径305米的射电望远镜向武仙座球状星团发出人类第一组强大的无线电信号,共发射了3分钟,电波以每钞30万公里的速度到达那里大约要2.5万年,若那里真有知音,马上回电也要2.5万年,这真是“功在当代,利在千秋。”



1楼2010-05-09 17:02回复

         科学家瞩目土卫六
         土卫六可以说是最早被人类发现的太阳系卫星,1655年就被荷兰天文学家惠更斯用自制的天文望远镜发现了。土卫六在太阳系中虽然属于小字辈——卫星的系列,但是它的名气很大。1944年,美国天文学家柯依伯通过光谱观测研究,发现土卫六有大气层,其主要成分是甲烷气体。在太阳系的卫星世界中,它是除月球外,被天文学家们研究最早的卫星。1979年9月,“先驱者”11号观测发现,土卫六呈美丽的桔红色,像个熟透的桔子。1980年11月,“旅行者”1号探测器发现土卫六确有浓厚的大气层,比地球大气密度还高,主要成分是氮,约占98%。氮是构筑生命的重要元素。虽然土卫六表面比地球寒冷很多,约在零下190摄氏度,但是,科学家们仍然认为土卫六表面下很可能有液态水的海洋。美国发射的“卡西尼”号土星探测器将于2004年7月抵达土星,预计2004年11月,它将向土卫六释放一个子探测器——“惠更斯”号探测器降落在土卫六上。那时传来的信息应是最有说服力的,我们静候佳音。
         在彗星身上“割一刀”
         提到来去匆匆的彗星,似乎给人们留下了虚无缥缈,虚张声势的印象。然而,天文学家们对彗星的物质结构的观测研究一直没有停止。因为彗星被认为是太阳系里最古老的天体,它含有太阳系演化中最原始的星云物质,彗核含有丰富的有机物,足以提供生命诞生所需要的原材料,因为氨基酸等大分子在宇宙空间是普遍存在的。有的科学家认为,大约在40亿年前,彗星撞到地球时,给地球播撒了生命的种子,这就是所谓“地球上的生命来源于太空”的假说。直到2001年1月,美国宇航局埃姆斯研究中心的科学家们仍在进行这方面的模拟研究试验。1999年2月7日,美国发射“星尘”号探测器专程去追赶“怀尔德——Z”彗星,大约能在2004年1月追上,进入彗星的蒸气云雾里,收集彗星的尘埃物质,预计2006年1月返回到地球上。这将是人类首次对彗星取样飞行,来回7年,行程50亿公里。我们祝愿它一帆风顺,不虚此行。
         当代科学告诉我们,生命是宇宙演化的必然产物,地球上的高级生物也不是宇宙间独有的,任何所谓“天堂”都是邪说或痴想。人类通过认识发现了真理,又通过认识证实和发展了真理。“不入虎穴,焉得虎子”就是这个道理。
    


    3楼2010-05-09 17:02
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