在银河系播种生命,科学家解读“创世纪计划”

2017年12月4日20:58:55 发表评论
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在银河系播种生命,科学家解读“创世纪计划”

在过去的十年里,人类发现太阳系外行星的速度不断加快。随之而来的是一系列问题:我们何时能够直接探索这些遥远行星?我们可能会在那里发现什么?我们是宇宙中唯一的生命吗?随着科学技术的进步,这些困扰人类几千年的问题正在焕发新的活力。

在银河系播种生命,科学家解读“创世纪计划”

网易科技编译Futurism网站报道,这些问题引出了许多有趣而雄心勃勃的解决方案。其中包括“蓝色计划”(Project Blue),即通过架设太空望远镜,直接观察环绕半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)轨道运行的任何行星。还有“突破摄星”(Breakthrough Starshot)计划,目标是在短短20年内将激光驱动的纳米飞行器送往阿尔法星(Centauri)。但“创世纪计划”(Project Genesis)称得上是其中最大胆的方案,科学家试图在遥远的行星上播下生命的种子。

这个方案是由克劳迪斯·格罗斯博士(Dr. Claudius Gros)提出的,他是法兰克福大学理论物理研究所的理论物理学家。2016年,格罗斯博士发表了一篇论文,论文指出携带“基因工厂(或低温舱)”的机器人,可以用来将微生物生命播撒到“可居住的系外行星上”,这些行星具备适宜生命生存的环境,但不太可能自行孕育生命。

在银河系播种生命,科学家解读“创世纪计划”

不久前,Universe Today报道了格罗斯博士最近的一项研究,他建议使用磁帆来减缓星际飞船的速度。我们很幸运地再次采访到了格罗斯博士,并有机会问他关于“创世纪计划”的更多细节:

“创世纪计划”的目的是什么?

系外行星的大小、温度和构成各不相同。“创世纪计划”的目的是为那些可能适合居住但却没有生命的系外行星提供地球生命的替代进化途径。当今大多数科学家信奉的基本哲学是,简单的生命在宇宙中十分常见,但复杂生命却是罕见的。我们不确定这些说法,但到目前为止,这是共识。

如果你有更好的条件,简单的生命可以进化得很快,但复杂生命进化却更为艰难。至少在地球上,复杂生命用了非常漫长的时间才进化出来。“寒武纪生命大爆发”(Cambrian Explosion)发生在大约5亿年前,即地球形成40亿年之后。如果我们给其他行星提供生命快速进化的机会,它们也可能更快出现“寒武纪生命大爆发”。

什么样的星球将成为目标?

最主要的候选者是在M矮星(如TRAPPIST-1)周围的可居住“氧气行星”。我们的银河系有可能拥有数十亿个可居住但没有生命的氧气行星。

如今,天文学家们正在寻找围绕着M矮星运行的行星。这些行星与围绕类太阳恒星运转的行星十分不同。恒星形成后,它需要一定的时间来收缩到聚变开始的点,然后才开始产生能量。这个过程太阳花了1000万年,而这已经是非常快的速度。对于像TRAPPIST-1这样的恒星来说,它需要1亿到10亿年的时间。然后它们必须收缩,以驱散最初的热量。

在TRAPPIST-1附近的行星会非常热,因为恒星在很长时间内都处于很热的状态。在行星的同温层中,紫外线辐射会将其分解成氢和氧,氢气逸出,而氧气保留下来。所有的调查都表明,这些行星存在有氧气的大气层,但这是化学分解的产物,而不是来自植物。

氧气行星很有可能是无菌的,因为化学分解产生的氧气抑制了生命的出现。我们相信银河系中可能有数十亿颗完全没有生命的氧气行星。在科幻小说中,所有这些行星看起来都一样。可以想象,在5亿年的时间里,我们将在它们上面观察到生命,因为我们会给它们生命的种子。

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运送什么样的生物?

第一波“太空乘客”将由单细胞自养生物组成。它们属于光合成细菌,如蓝藻细菌和真核生物(构成所有复杂生命的细胞种类,比如动物和植物)。异养生物将是第二波“太空乘客”,它们是以其他生物为食的有机体,只有在自养生物存在并扎根后才能生存下来。

这些生物将如何被运送?

这取决于技术进步的速度。将来,我们可以缩小基因工厂。原则上,大自然就是个微型基因工厂。我们想要生产的东西都很小。如果可能的话,那将是最好的选择。以基因库的形式发送,然后选择最理想的生物发送。如果技术还无法实现,你就得使用冷冻细菌。最终,这取决于技术的可用性。

你也可以发送合成生命。合成生物学是个非常活跃的研究领域,它涉及到重新编程遗传密码。在科幻小说中,你看到的各式各样的外星生命就与不同的遗传密码有关。今天,人们正试图在地球上实现这个目标,最终目标是拥有基于不同代码的新生命形式。这在地球上是非常危险的,但在遥远的星球上,这将是有益的。

如果这些星球不是无菌的呢?

“创世纪计划”是关于创造生命的,而不是毁灭生命,所以我们要极力避开这类行星。探测器必须首先进入轨道,所以我们在轨道上就可以探测到地表是否存在复杂生命。“创世纪计划”是为那些永远不会自行孕育生命的行星而设计的。地球已经适宜居住数十亿年,但我们还没有确定任何一个适宜居住的系外行星。

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系外行星的大小、温度和习性各有不同。许多行星只能在某段时间内适宜居住,也许是10亿年。生命根本没有时间进化成复杂的生命形式。所以你可以做出决定:让它们自行进化下去,或者抓住机会在那里发展复杂的生命。

有些人认为,所有的细菌都值得拯救。在地球上,细菌没有受到任何保护。但是生活在不同星球上的细菌可能享受到不同的待遇。火星很可能曾经有过生命,但现在不是,或许只是些细菌。尽管如此,我们还是计划载人去火星。

我非常热衷于寻找生命,但是那些我们找不到生命的行星呢?我们或许可以在上面做些事情。

人类是否能从中受益(例如,殖民“播种”行星)?

这个问题没有固定答案。无法受益是因为,没有任何东西能让我们的子孙后代(或者地球上的其他任何智慧生物)在100万年到10亿年的时间里,去拜访“创世纪计划”行星(生命最初播种到完全进化的最少时间)。此外,由于涉及的时间跨度太长,所以说“让人类受益”是不合理的。

在银河系播种生命,科学家解读“创世纪计划”

“创世纪计划”要多久才能完成?

“创世纪计划”可以与“突破摄星”发射计划采用相同的发射系统。“突破摄星”的目标是发送非常快、非常小、非常轻的探测器到其他星系,这种探测器大约只有1克重。同样的激光技术可以发送更大的物体,只是速度更慢。当然,慢也是相对的。

汽车大小的探测器(1吨),速度大约为1000公里/秒,相对于光速而言,星际旅行的速度很慢,但对地球来说速度还是很快的。如果你把速率减到100,你能推动的质量可增加10000倍。所以使用“突破摄星”的发射系统,你可以加速1吨重的“创世纪计划”探测器。

达到发射条件后,正如我论文中所说,还需要测试使用磁帆来对探测器进行减速。因此,现实的时间跨度大约为50年到100年。

有哪些反对“创世纪计划”的观点?

有三种主要的反对论点。第一个是宗教论,它认为人类不应该扮演上帝的角色。“创世纪计划”的目的不是创造生命,而是赋予生命进一步进化的可能性。此外这项计划不是在地球上实施,而是在宇宙的其他地方。

在银河系播种生命,科学家解读“创世纪计划”

第二种理论是行星保护论,认为我们不应该干涉生命的进化过程。有些反对“创世纪计划”的人引用了《星际迷航》(Star Trek)电视剧的“第一指令”(网易编辑注,这里第一指令是指:任何太空船去了任何一个其他文明,都不可以去接触、介入或者干涉当地文明。除非当地文明已经同样获得了太空旅行的能力)。“创世纪计划”完全支持行星保护的观点,包括那些拥有复杂生命的行星,以及将来可能进化出复杂生命的行星。“创世纪计划”只针对那些复杂生命不能自行进化出来的行星。

第三个论点是关于人类没有获益的问题。“创世纪计划”的目标似乎不是为了人类获益。从生存的角度来看,某个物种的伦理价值(如人类)必须把物种的利益放在中心,这是合理的。因此,这里的伦理是“对我们的物种有好处”。把大量资金花在这样的项目上,比如“创世纪计划”,却不是为让人类获益,这样做是不道德的。(图片来自译文)

原文地址:https://futurism.com/genesis-project-robots-seed-galaxy-life/

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