地球上的生命大約有 40 億年的歷史,相對於宇宙 1377億年的歷史,這只是乙個重要的篇章。 根據普遍的推測,如果生命可以在地球上誕生,那麼它的可能性就會遍布整個宇宙。 令人驚訝的是,對於乙個足夠寬泛的生命定義,生命甚至有可能在大**之後幾秒鐘就出現了。
生命的定義有200多個,可見這個概念的深度和複雜性。 例如,病毒算生命嗎?它們能夠複製,但需要主機才能複製。 朊病毒呢?關於生命與非生命之間界限的爭論仍在繼續,但為了便於我們的討論,我們可以使用乙個廣泛而實用的定義:生命是服從達爾文演化論的一切。
這個定義非常方便,因為它將幫助我們探索生命本身的起源,以及生命與非生命之間的界限,根據定義,這些界限是模糊的。 在過去,地球上沒有生命,然後突然有了生命。 這意味著有乙個過渡期,它自然會擴充套件您可以收集的任何定義限制。 此外,當我們更深入地挖掘過去並探索其他可能的生命選擇時,我們希望保持我們的定義廣泛,尤其是當我們探索宇宙中更極端和更奇異的角落時。
根據這個定義,地球上的生命至少出現在 37 億年前。 這些微生物已經變得足夠複雜,可以留下持續至今的活動痕跡。 這些生物與現代生物非常相似:它們使用DNA來儲存資訊,RNA將資訊轉錄成蛋白質,然後利用蛋白質與環境相互作用並複製DNA。 這種三向組合使這些化學物質能夠經歷達爾文進化的過程。
但這些微生物並不是憑空出現的,它們是從某種更簡單的生命形式進化而來的。 如果生命是一種進化現象,那麼在地球上的早期一定存在一種更簡單的生命形式。 一些理論推測,第乙個自我複製的分子,也是地球上最簡單的生命形式,可能是在40億年前海洋冷卻後出現的。 考慮到當時火星和金星的環境條件與地球相似,如果地球上能夠出現生命,那麼火星和金星上也有可能出現生命。
我們知道生命需要一些關鍵元素:氫、氧、碳、氮和磷。 除了氫,在大**之後的最初幾分鐘出現,所有這些元素都是在其生命週期內在恆星內部產生的。 因此,只要至少有一兩代恆星生死存亡,將它們的元素擴散到更廣闊的宇宙中,那麼就有可能在宇宙中產生類似地球的生命。 這把生命首次出現時的130億年推倒了過去。
這將生命的起源推向了乙個全新的視角,讓我們重新思考生命的誕生方式、時間和地點。
我們所知道的生命——依賴於碳鏈、氧氣和液態水的能量傳輸的環境——可能比地球本身要古老得多。 其他基於外來生物化學的假設生命形式可能需要類似的元素組合。 例如,一些外星生命可能使用矽而不是碳作為基礎構件,或者使用甲烷代替水作為溶劑。 但無論如何,這些元素一定來自某個地方,而那個地方就是恆星的核心。 沒有星星,就不可能有化學生命。
然而,也許生命可以在沒有化學的情況下存在。 這很難想象,但如果我們採取乙個寬泛的定義——生命是任何受進化影響的東西——那麼我們不需要化學物質來實現它。 化學確實是儲存資訊、提取能量和與環境互動的便捷方式,但也可能有其他假設的途徑。
例如,宇宙中95%的能量含量是物理學未知的,實際上在已知元素之外。 科學家們不確定宇宙中這些神秘的成分,即暗物質和暗能量,是由什麼組成的。 也許還有其他自然力量只對暗物質和暗能量起作用。 也許暗物質有很多種——乙個完整的“暗物質週期表”。 誰知道在恆星之間的浩瀚空間中會發生什麼樣的相互作用和黑暗的化學反應?假想的“黑暗生命”可能早在第一顆恆星出現之前就已經出現在非常早期的宇宙中,其動力學和介質是我們還不了解的力量。
我們的追求並不止於此。 一些物理學家推測,在大**的最初時刻,自然的力量是如此極端和奇異,以至於它們可以支援複雜結構的生長。 例如,這些結構可能是宇宙弦——它們是時空的褶皺,由磁單極子錨定。 如果足夠複雜,這些結構可以儲存資訊、迴圈能量並自我複製,從而實現達爾文演化論。
在這樣的假設下,任何存在於這種條件下的生物都會在眨眼間經歷生與死,他們的整個歷史將持續不到一秒鐘——但對他們來說,這將是一生。
生命的起源、演化和可能性是一場永無止境的冒險之旅,每一次新的發現,每一種新的理論,都讓我們對世界有了更深刻的理解。 從子彈團簇的碰撞,到地球上微生物的痕跡,再到元素在星際之間的擴散,暗物質的未知境界,以及大**的奇異力量,這些都在不斷提醒我們,生命的奧秘遠遠超出了我們的想象。
也許有一天我們會找到確鑿的證據,證明宇宙中還有其他形式的生命,或者那一天永遠不會到來。 但無論如何,要不斷探索,保持好奇心,永不停止提問——這本身就是對生命的最大貢獻。