聊點科學——尋找生命的痕跡(2)

居者有其屋。地球,當然是人類的屋。

所以生命的存在,第一要有類似地球這樣一個實體行星。第二?提供生命得以延續或者說屬於生命一部分的,水,而且要液體水。液體水存在的條件,是Planet既不能和它的星體離太遠,也不能太近。

太陽係是很好的例子。

我們的地球軌道,恰恰在Mars和Venus中間,相對來說,離太陽更近的Venus在保持地球表麵溫度方麵起著更重要的作用,它的存在的使地球可以被臭氧層包圍。同時,如果地球軌道離太陽更近一些,則臭氧層溫度會過高,地球上的液體水將被大量蒸發掉,遠一點,那地球會溫度過低以至於慢慢結冰,最終變成一個冰球。

現在這樣,是不是也算人類運氣?地球上恰好有適量的液體,氣體和固體水。各種生物活動過程中產生的二氧化碳使地球散熱沒那麽快的同時,又把射到地球上的太陽光擋一下,使地表溫度沒那麽高,也就是常說的溫室效應。印象裏溫室效應好像在媒體裏出現大多是貶義,其實它很重要的。溫室效應使地表平均溫度保持在15°C,而理論計算結果是,如果沒有溫室效應,地表不會高於 -18°C。

同時已知的數據顯示,地球慢慢在演化的過程中,地表經曆過極嚴寒時期,如果沒有溫室效應,地球後來是不能保證合適生命存在的環境的。

人類是智慧生物,當然有邏輯有猜想。尋找生命的痕跡,總要有個大概的方向,不能閉眼瞎蒙。和我們處理日常中的麻煩一樣的,做決定或者選擇,多少拿點根據出來,自己的經驗也好,從別人那裏學來的知識也好。

二項分布?沒人想50-50的,不然哪裏來的上中下策之分。

如果一個行星上有生命體,最直接的猜測是,那麽當然它的表麵:1,有液體水。2,有合適的氣溫和氣壓。3,已經存在了幾十億年,從而使生命體有足夠的時間空間演變進化。

太多條件要滿足了。

很難啊?當然。生個孩子還要10月懷胎呢,中間哪一天不是提心吊膽?

這條路路先不說通不通,難走是一定的,退回來試試(很正常的科學實驗思路)。假設一個行星上有生命體,無論現在時還是完成時,那麽這些生命體不可能不留下痕跡,比如不是自然界能生成的甲烷的發現。因此,如果能了解行星周圍的大氣層成分,會是一個很好的indicator。

兩個陌生人,相遇相識相知有多大可能?千萬年之中,千萬人之中?

更不要說慢慢3時空中的兩個星球了。作為地球人,去找第二個有生命體的星球,沒理由相信成功的可能比兩個都活在同一個地球上的人相遇更容易。

不過呢,如果刻意,那會很大增加可能性的。嗯,條件概率。

刻意的意思,是使用特別方法,智慧生物人想出來的策略是,把觀測集合縮小,控製樣本空間。說好聽點叫科學,通俗點叫直覺。

剩下的就是在選好的樣本空間努力了。

也就是理論的幫助。當行星剛好通過它的星體正中時,其大氣層會吞掉一部分星體的光,通過光譜分析,有可能得到大氣層中各元素的成分。

這個方法被稱為transit method,到目前為止,大部分exoplanet都是通過這個方法發現的。

樣本量再縮小。

Focused on所有這些行星裏,和地球相似度最大的那個。那種大氣層包括水,氧氣,甲烷,臭氧的行星——它們(應該)會有更高的概率有生命體。

人和人還不是一樣。聊得來的,大半有類似的生活經曆,共同感興趣的話題,恨我所恨愛我所愛,知己知彼,不宣也能心照。

接著還要,(最好)和地球差不多大體積。

難度就是,地球那麽大的exoplanet太難被發現了,倒退50年是不敢想的。感謝技術進步和人類智慧積累,造出的天文望遠鏡越來越大,功率越來越高,發現exoplanet難當然還是很難,不過已經不是不可能。

比如利用現在正當紅的James-Webb-Telescope(JWT)。注意到這個蜂巢形圖案了?二維空間拚接最節約邊界材料的方式。

小學的知識了。

三維空間無縫隙拚接的保證截麵最小的那個幾何體,叫tetrakaidecahedron,我跟它鬥了好幾年。

JWT是第一個可以在紅外光驅範圍工作的望遠鏡,可以分析捕捉遙遠星體,具體說是捕捉星體周圍的大氣成分,特別是臭氧。

臭氧和甲烷一樣,不是自然界自己生成的,因此,它的存在也是生命體的存在的一個indicator。

安裝在JWT上的特殊相機,可以濾掉行星星體的光,隻留下行星的光波,也就是直接觀測exoplanet和它的大氣層。

哪些exoplanet是JWT的目標?這些。

Transiting Exoplanet Survey Satellite(TESS)是NASA的另外一個空間天文望遠鏡,在2018年4月18號升空,搜索空間範圍是它的前輩Kepler Mission的400倍。到2022年11月5日,TESS已經識別出5,969顆exoplanet,其中268顆得到確認。

看上去很一般啊。當然,最好的電鏡長得也一般啊,但是,其中的隨便一毫米材料你拿掉試試?

剩下的工作,是由JWT對這268顆行星的大氣層成分進行分析。




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所有跟帖: 

生命體存在的條件, 隻是基於地球上人類的認知。說不定不需要水,氣,... -FEVRE- 給 FEVRE 發送悄悄話 FEVRE 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 04:56:31

你說的當然有道理。不過最可能還是和地球類似啊不然範圍更大更難找了 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 05:48:28

太長了,先頂,晚上再細讀 -polebear- 給 polebear 發送悄悄話 polebear 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 05:40:20

甭看了我都經常不知道自己寫的是什麽 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 05:49:42

看那幾張圖就知道大概了,不用細看 -FEVRE- 給 FEVRE 發送悄悄話 FEVRE 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 06:34:04

你看你這閑的。給你一個VIDEO去學習吧省的耽誤大好青春 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (194 bytes) () 11/08/2023 postreply 06:43:45

不看任何video. 我是有原則的人 -FEVRE- 給 FEVRE 發送悄悄話 FEVRE 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 06:49:06

這特毛你不看虧死了 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 07:02:47

我早就問過這個問題 -FEVRE- 給 FEVRE 發送悄悄話 FEVRE 的博客首頁 (19 bytes) () 11/08/2023 postreply 08:23:21

你小孩甭想這麽多複雜的東西。不好 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 09:31:14

剛才沒仔細看。吃菠菜的那個? -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 11:40:14

上麵有紋身的 -FEVRE- 給 FEVRE 發送悄悄話 FEVRE 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 12:01:14

太深奧 -顫音- 給 顫音 發送悄悄話 顫音 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 08:24:37

沒什麽我也不懂 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 09:31:30

我堅持認為,地球適於生命是宇宙的唯一,進化到智能生命是概率幾乎為零的幾乎不可能事件。10^23太小了。 -唐宋韻- 給 唐宋韻 發送悄悄話 唐宋韻 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 09:02:54

沒問題啊。肯定不止你一個是這麽想的。沒什麽 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 09:32:09

地球圈以內孕育生命靠水,十月懷胎嬰兒還要泡在羊水裏,地球以外,如果生命存在,水也許不是必要條件,但人類恐怕無法知道。 -核桃小丸子- 給 核桃小丸子 發送悄悄話 核桃小丸子 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 10:10:54

所見略同 -- 都是英雄 -FEVRE- 給 FEVRE 發送悄悄話 FEVRE 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 10:38:49

我們普通人瞎猜沒關係反正不用負責,放到科研上那就是得用錢堆。沒點兒譜項目是通不過的。有譜後麵追加的錢跟不上也沒戲 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 10:52:59

這隻是一種推測角度或者說被更多學者接受的。反正有人認為發現智慧生命是5年10以內的事有人說且著呢 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (204 bytes) () 11/08/2023 postreply 10:50:56

我們鋪個水泥路都可以拖幾年的 -FEVRE- 給 FEVRE 發送悄悄話 FEVRE 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 11:21:53

如果做決定,那很可能要討論很久。一旦計劃定下來修路這種我們這裏是不會拖的 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (173 bytes) () 11/08/2023 postreply 11:33:46

其中的隨便一毫米材料你拿掉試試,---讀完感覺好像這個JWT是你做的:) -skycarrot1- 給 skycarrot1 發送悄悄話 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 13:51:43

這個我沒見過真的。不過製作最好的電鏡的計算精度和材料成分精確的數量極我多少有點概念 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 21:56:33

我是堅持認為,宇宙中一定有其他的生命和文明 -木有文化- 給 木有文化 發送悄悄話 木有文化 的博客首頁 (50 bytes) () 11/08/2023 postreply 18:50:19

我原來沒這麽肯定不過最近看了一些這方麵的資料更傾向於相信這一點了 -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 11/08/2023 postreply 21:57:14

氧氣,水,合適溫度是地球人的生存條件,外太空文明或許根本不需要這些條件 -jinjiaodw- 給 jinjiaodw 發送悄悄話 (0 bytes) () 11/09/2023 postreply 13:54:06

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