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“首次在地球外确认生命之源”?你可能白兴奋了

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“外星人带我去星际旅行吧!”

“母星什么时候派飞船接我回家?”

……

本周三,在微博热搜“首次在地球外确认生命之源存在”话题引导下,网友们放飞自我,畅想了一番有外星生物参与的生活。不过,好事总是一波三折的,这次也不例外。事实证明,大家很可能白兴奋了一场——“首次在地球外确认生命之源存在”的说法本质是对小行星探测器“隼鸟2号”最新研究进展的误读。

6月8日,“首次在地球外确认生命之源存在”热搜显示“爆”。
6月8日,“首次在地球外确认生命之源存在”热搜显示“爆”。

既非“首次”,也不确定是“生命之源”

一切源于日媒的一则报道:

6月6日,日本文部科学省称,科学家在小行星探测器“隼鸟2号”采集的样本中检测到20多种氨基酸。

氨基酸是蛋白质的组成部分,形成生命不可或缺的有机分子。日媒共同社转述了横滨国立大学天体生物学名誉教授Kensei Kobayashi的解读,写道:在外星上发现多种氨基酸是史无前例的,这甚至可能暗示了地球以外存在生命。

2010年,“隼鸟2号”通过经费申请时,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)就为它设置了一个颇高的目标:“帮助科学家解开太阳系起源和生命起源的奥秘”。为此,它选择了一颗距离地球3亿多公里的行星龙宫星作为样本收集对象,又在距离小行星500米时释放撞击物,以造成深达1米的陨石坑,保证收集到的外太空地下物质样本受到的太阳辐射或宇宙射线风化的影响最小。

隼鸟2号在龙宫星上采集的岩石,图源JAXA提供,Kyodo。
隼鸟2号在龙宫星上采集的岩石,图源JAXA提供,Kyodo。

2019年11月,“隼鸟2号”完成测量和取样的工作后,携带超过5.4克的小行星物质离开龙宫星,花费了一年多时间,才抵达地球。其项目主管表示:“装有样品的太空舱状态非常完好”。2021年,JAXA和日本研究机构启动了对该样本的全面调查研究,并将部分研究成果公布于几天前,开始引起广泛讨论。

它的突破点其实主要有两个,一是检测到的氨基酸数量达到“史无前例”的20多种(地球生物体中组成蛋白质的氨基酸一共也就22种),二是检测到氨基酸的样本来源于行星地表之下,也是人类首次获得的小行星地下物质,“证明氨基酸存在于小行星的地下,增加了这些化合物从太空到达地球的可能性”。

但当消息传回国内,“史无前例”前的“多种”莫名消失了,外星发现氨基酸的时间被强行后移了十几年。

事实上,早在NASA的星尘号探测器于2004年飞掠怀尔德2号彗星时采集的尘埃颗粒样本中,科学家就曾发现氨基酸。为了排除这些样品在分析过程中受到地面污染的可能性,研究员们花费数年时间,最终确定样本中仅有约十亿分之一克的甘氨酸(一种结构最为简单的氨基酸)是来源于太空。2009年,《新科学家》杂志网站发布了这一研究成果。

此后,彗星气体、金星大气等地外环境中也先后探测到了氨基酸的存在;2020年,人们甚至在陨石中发现了蛋白质,这种氨基酸组成的更为复杂的有机物——所谓的“生命之源”氨基酸简直在宇宙里满大街溜达。

另一方面,“隼鸟2号”上的研究在中国网络平台掀起波澜,部分也是因为一些解读的暗示:氨基酸是“生命之源”,只要在外太空发现它,就基本等同于存在地外生命——可是截至目前,“氨基酸”和“生命之源”还无法划等号。

氨基酸是“生命之源”,主要来源于“化学进化论”的某些论点。“化学进化论”是试图解释生命起源的主流假说之一,它认为:在地球表面自然环境中,非生命物质通过化学作用可以产生出多种有机物和生物分子,从而产生生命体,其大致路线为:无机小分子→有机小分子→有机大分子→多分子体系→原始生命。其中,作为蛋白质的基本构成,氨基酸被视为生命诞生之路上的关键。

1953年,芝加哥大学的史丹利·米勒与哈罗德·尤里做了一个关于生命起源的经典实验。他们在实验中发现,在闪电作用下,常温状态下的原始地球还原性大气中,无机分子可以合成有机小分子,特别是氨基酸,从而为“化学进化论”提供了力证。此后,科学家又实验合成了许多其他的生物有机分子,甚至人工合成了形成生命最重要的胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。

米勒-尤里实验图解,右下烧瓶模拟海洋环境,左上烧瓶则模拟闪电。图源:维基百科
米勒-尤里实验图解,右下烧瓶模拟海洋环境,左上烧瓶则模拟闪电。图源:维基百科

人们由此备受鼓舞,甚至认为,生命起源之谜已被破解。然而,如果细想,这一切其实都基于一个理所当然的想象,即只要有了氨基酸这个蛋白质的基本单元,从氨基酸到蛋白质,从蛋白质到细胞,从细胞到器官,再到一个完整的生命体的过程,就是自然而然的事情了。然而事实的真相是,其中的转化过程对我们而言大部分依然是黑箱状态。

除此之外,“化学进化论”也不是唯一的生命起源假说,“宇宙胚种说”也是生命起源的主流假说之一。“宇宙胚种说”认为:各种形态的微生物存在于全宇宙,并借着流星、小行星与彗星散播、繁衍,地球的“生命之源”就可能来自40亿年前坠入海洋的一颗或数颗彗星。

近几十年,现代天体物理学的发现为“宇宙胚种说”提供了诸多依据。截至目前,在陨石、彗星和星际尘埃中,已经测出的“天外”有机分子达近百种,包括氨基酸、萜类、乙醇、嘌呤、嘧啶等等,它们很可能随陨石和彗星来到地球,播种生命之源。

另外,“铁硫世界假说”(认为生命在热液口的黑烟囱壁里产生,先是发生“Fe-S世界”里的化学变化,后来才有生命的变化)、“矿物晶体起源”假说(生命并不是来源于有机分子,而是来源于简单的矿物晶体)等假说也不乏拥趸,甚至有人支持“硅基”假说,这种假说认为外星生物可能生存在完全不同于生物的环境中,因此无法以碳基世界的准则去衡量。

宇宙诞生约40亿年,图源:NASA
宇宙诞生约40亿年,图源:NASA

寻找地外文明

当然,“首次在地球外确认生命之源存在”成功“骗”过素有“火眼金睛”之称的大批网友,主要原因还在于,人们对地球之外存在生命这件事一直兴趣超高。

上个月,美国国会50多年来首次就不明飞行物公开听证,就霸占了不少新闻头条。即便最终根据海军部情报局副局长斯科特·布雷说的说法,美国国防部没有发现“可能表明这些现象背后有任何非地球起源的东西”,也依然引发了关于UFO的新一轮争论。

而且,普通人对外星人感兴趣,科学家比普通人对外星人更感兴趣,甚至普遍相信外星人的存在。“在浩瀚的宇宙中,我们并不孤单”,这句爱因斯坦的名言,亦可视为科学界对于地外文明的大致态度。

如此的姿态背后自有理论支撑:目前的天文体系中,像太阳系这样的恒星系统,仅仅在银河系中,就有1000亿~2000亿个,而整个宇宙,像银河系这样的星系又大概有2000亿个。在2000亿乘以2000亿这样的天文数字面前,在近乎无垠的宇宙中,必然存在或存在过外星智慧生物,且其种类和数量都应该远远超乎我们的想象。

1960年代,美国天文学家法兰克·德雷克甚至提出了一条用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”的公式,即“德雷克方程”,即“N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL”(德雷克方程有2个公式,此处仅举一例),即“银河系内可能与我们通讯的文明数量=银河系内恒星数目×恒星有行星的比例×每个行星系中类地行星数目×有生命进化可居住行星比例×演化出高智生物的概率×高智生命能够进行通讯的概率×科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例”。

德雷克方程本身并不追求精确,它的意义在于总结了影响从外星探测无线电通信的诸多可能性因素,为其提供理论参考以及科学分析的基础。不过,因为变量大都是推测所得,导致最终结果不确定值太高,德雷克方程依然招致了不少质疑。

上世纪70年代末,天文学家杰瑞·艾曼在查看记录数据时发现,俄亥俄州立大学射电天文望远镜1977年8月15号接到的一个来自射手座的信号非常奇怪。这个信号的强度比普通的信号要强30倍,整个过程持续了72秒,最终在信号纸带上留下了一串字符“6EQUJ5”。在稀疏随意的罗马数字中,这段排列有序且紧致的字符显得非常突兀。

信号纸突兀的“6EQUJ5”字符,图源:bigear.org
信号纸突兀的“6EQUJ5”字符,图源:bigear.org

伊曼尝试用通俗现象来解释这个现象,但在遍寻了飞机、流星、陆地信号反射、太空气体以及作为间隔源头的蝙蝠电话信号后,都失败了,唯一不能排除的信号源是外太空智慧。此后数年,伊曼以及其他天文学家不断地搜寻这个信号,却再也没有找到过。“6EQUJ5”宛如外太空智慧生物制造的一个美丽意外。

回顾这些年人类寻找外星生命的努力,最著名的无疑是四十多年前美国发射的旅行者一号(Voyager1)、旅行者二号(Voyager2)。按照速度推算,这两个人造飞行器已飞出了太阳系的边缘,正向着宇宙深处驶去。人们期待,终有一日,能有其他文明接收到金唱片释放的地球文明的善意与邀请:“各位都好吧?我们都很想念你们,有空请到这来玩。”

不过至今为止,旅行者没有传回任何有关外星文明的信息,且据推测,再过三年左右,飞船的通信系统将因能源不足停止工作。

不过,所有的挫折与失败,并没有从根本上损害科学家们寻找到地外文明的信心,正如八年前,美国天文学家,寻找地外生命计划(SETI)的委员会主席塞斯肖斯塔克声称的那样:“未来的二十年,我们有信心寻找到外星智慧文明存在的证据”,当然,前提是“预算充足”。

参考资料

冯伟民《生命起源揭秘》

科学声音《寻秘自然》

https://english.kyodonews.net/news/2022/06/9a7dbced6c3a-amino-acids-found-in-asteroid-samples-collected-by-hayabusa2-probe.html

https://www.youtube.com/watch?v=ND2_aXYZbB0

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