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是否真可能存在如科幻小说中所描绘的相邻且敌对星球?

  在科幻小说里,经常出现的一个情节是,在一个星系中,有两颗相邻的行星,围绕着同一颗母恒星旋转。某一天,其中一颗星球孕育出了生命,并成功地向另外一颗星球传播。随后,这些生命分别在两颗星球进化出了智慧生命,建立起了复杂的文明,最终成了致命的敌手。

外星文明已经灭亡了?生命该如何传播?
 

  在现实中,过去25年,科学家们已经发现了1900多个系外行星,在银河系,还有数十亿颗系外行星离母恒星的距离适中,位于宜居带内,也许温度适中,也有适宜生命存在的液态水。那么,是否真可能存在如科幻小说中所描绘的相邻且敌对星球呢?

  2012年,美国宇航局还真发现了两颗距离非常近的行星:开普勒36b和开普勒36c。这对“伴侣”围绕开普勒36运行,而且两颗行星距离不寻常地近,靠内侧的开普勒36b轨道绕行7圈的时间,与开普勒36c绕行6圈的时间一样,所以,大约每隔97天,它们彼此之间的距离会达到最近,相距约为190万千米,这一距离仅仅为地球到月球距离的5倍,是天文学家迄今为止观测到的两颗距离最近的行星。

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是否会存在生命?

  虽然两颗相邻的星球存在着,不过,一个更关键问题是这些邻近的星球能否成为宜居星球。因为定期靠得太近的两颗行星可能会影响到彼此的转轴倾角(行星自转轴相对于轨道平面的倾斜角度)。  转轴倾角的微小变化都会导致一颗星球气候的巨变,虽然对于微生物来说不致命,但它会减少生命出现的几率,对于智慧生命来说,很难建立一个长久的文明。

  拿地球来说,由于地球自转时,赤道速度最大,两极最小,在地球的作用下,地球靠近赤道处会鼓起一凸缘。太阳、月球和其他行星都会对这个凸缘施加引力,从而使地轴的方向发生摆动。不过,因为有了月球的存在,地球的转轴倾角能大致稳定在23.5度,转轴倾角变化不会超过1.3度,所以,地球上有非常稳定的季节和气候。然而,火星就不一样了,火星自转轴倾角为25度,但它的两个小卫星,引力不足以抵消其它行星的影响,这一角度可在0到60度间变化,所以火星上气候恶劣,生命存在的可能性很小。

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  普勒36b和开普勒36c离母恒星太近,地表温度高达1000℃,被滚烫的熔岩覆盖,也不可能存在生命。那么,在什么条件下,双行星才有可能存在生命呢?英国剑桥哈佛-史密森天体物理研究中心的研究者提出的假设条件是:在宇宙内存在两颗行星,都在恒星的宜居带内,并且它们的公转周期是3:2,这样的条件下,双行星就有可能存在生命。

  让研究人员欣慰的是,计算表明,当这样的两颗行星靠近时,它们的地轴都不会倾斜得太厉害。也就是说,在宇宙内,可能真的会存在相邻的两颗星球,它们的气候会像地球一样稳定,适合生命存在和繁衍。而最新确定的TRAPPIST-1也验证了研究者们在2015年提出的这一推测。TRAPPIST-1是一颗超冷矮恒星,7颗大小与地球相近的行星围绕这颗恒星运行,科学家们已经确定有3颗行星位于宜居带内,很可能有液态水。它们三个彼此距离也非常近,其中两颗稍微靠内侧的类地行星的距离,只有金星到地球距离的1/30,中间那颗和靠外侧那颗之间的距离也只有地球与火星距离的1/65,它们的公转周期也非常短,分别只有6天、9天和12天。

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生命该如何传播?

  既然多颗相邻的宜居星球可能存在,现在,我们需要弄清楚这些星球的生命是否可以相互传播,随后建立相似的文明?

  研究表明,一些藏在流星、彗星里的细菌可以不被辐射破坏,用类似冬眠的方式存活上百万年。此外,甚至有一种抗辐射细菌,可以在辐射长期照射下顽强存活。所以,理论上,生命可以随着小行星、彗星的撞击而被抛出的岩石,进入太空,并传播到另外一颗星球。

  当然,这种现象是否会发生,还取决于两颗星球的距离。如果两颗星球相距过远,生命会很难传播。比如虽然在地球上发现了许多来自火星的陨石,但是,火星和地球相距遥远,陨石要花非常长的时间,才能到达地球,生命可能早就死于宇宙辐射。而且陨石要想跨越非常长的星际距离,到达另外一颗星球,就需要非常大的碰撞能量,这种级别的碰撞也让岩石中的微生物难以幸存。

  不过,相邻的行星之间,生命的传播应该非常容易。研究发现,如果两颗相邻行星的轨道经常非常频繁地靠近彼此,它们之间应该更容易传播生命。类似TRAPPIST-1系统中的行星之间,生命互相传播的概率,会比太阳系的行星之间高1000倍。

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哪一种生物能跨星球传播呢?

  虽然水熊虫曾经在太空中待了很长时间后,依旧存活了下来,但它们也不太可能在巨大的冲撞中活下来。目前看来,单细胞微生物最有可能。

  然而,从微生物到智能生命的进化,需要漫长的时间。在地球上,从微生物过渡到多细胞生物,花费了20亿年时间,又花费了数亿年的时间,才出现智能生命。想象一下这一进化时间是多么漫长。所以,尽管相邻星球的微生物可以相互交换,但在相同的地质时间内,出现相同的智慧生命和文明,是不太可能的。

  总之,在宇宙内,并不会像科幻小说中描述的那样,相邻星球上的两个文明能有实力互相征战。最多,当一颗星球上的人到达了另外一颗星球时,会发现相似的气候和自然环境,但可能找不到一个跟自己一样强大的对手。