科學(xué)家通過(guò)研究地球在宇宙中“透露”出的伽利略（生命）信息來(lái)發(fā)現(xiàn)潛在系外行星
在四百年前，意大利著名的宇宙隱藏科學(xué)家伽利略使用他設(shè)計(jì)建造的望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)月亮?xí)r發(fā)現(xiàn)，月球表面在太陽(yáng)光的時(shí)代反襯下，存在著明顯的尋找亮區(qū)和暗區(qū)，這些區(qū)域呈斑點(diǎn)狀分布于月球表面。地球?qū)Υ耍だ再だ栽?610年的宇宙隱藏一篇論文中做出一種推論：如果從遙遠(yuǎn)的地方觀測(cè)地球，那么地球很明顯會(huì)淹沒(méi)在太陽(yáng)的時(shí)代光芒之中，但是尋找地球上存在著陸地和海洋，這就使得陸地部分會(huì)反射陽(yáng)光，地球就顯得明亮一些，伽利略海洋部分就較為昏暗。宇宙隱藏伽利略認(rèn)為可以由對(duì)月球的時(shí)代觀測(cè)來(lái)類比從某個(gè)遙遠(yuǎn)的宇宙空間觀測(cè)地球。
然而，尋找在同一時(shí)代的地球另一位著名科學(xué)家開普勒也注意到，月球上明亮和昏暗的斑點(diǎn)可能與地球上陸地和海洋類似，還可能存在著生命。但是，21世紀(jì)的人類宇航科技發(fā)現(xiàn)告訴我們，月球上并沒(méi)有海洋，至于是否存在生命跡象以及是以何種存在方式，還是個(gè)未知數(shù)，可以肯定的是，伽利略看到的應(yīng)該是近乎完美的圓形隕石坑。著名天文學(xué)家威廉赫歇爾（William Herschel）發(fā)現(xiàn)了紅外輻射和天王星，他也注意到并推測(cè)月球上可能存在著道路、城鎮(zhèn)或者金字塔等建筑。
雖然處于那個(gè)時(shí)代的科學(xué)家受到觀測(cè)器材和精度的限制，但是這不影響他們對(duì)宇宙生命的憧憬。比如，早期的天文學(xué)家觀測(cè)火星時(shí)，發(fā)現(xiàn)其表面存在暗斑波動(dòng)，推測(cè)這可能是季節(jié)生長(zhǎng)的植被。而金星的“密不透風(fēng)”的云層，被認(rèn)為是潮濕炎熱且茂密的叢林，或者一個(gè)充滿生命的全球性海洋。今天，我們已經(jīng)知道火星的暗斑只是沙塵暴，金星那厚厚的云層下，是一個(gè)充滿硫磺煙霧的“超級(jí)大溫室”。除此之外，隨著觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)系中一個(gè)個(gè)可能存在生命的地方都被排除，似乎地球像是宇宙的生命中心。
天文學(xué)家希望在太陽(yáng)系之外能尋找生命的世界，美國(guó)宇航局于2009年發(fā)射了開普勒系外行星探測(cè)器，僅僅一年多的時(shí)間里，就發(fā)現(xiàn)了超過(guò)1700個(gè)系外行星候選目標(biāo)，而在過(guò)去的二十年內(nèi)，我們大約探測(cè)到了600個(gè)處于其他恒星系統(tǒng)的外星世界。這些系外行星還必須擁有和地球類似的空間軌道環(huán)境，這樣才能保證液態(tài)水的存在，液態(tài)水對(duì)生命而言是一個(gè)關(guān)鍵性的溶劑。總之，到目前為止還沒(méi)有與地球軌道環(huán)境以及地質(zhì)特征極為相似的行星被探測(cè)到，也許這個(gè)時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)。
四百年前，伽利略第一次向我們展示了從遙遠(yuǎn)的宇宙空間看地球是一種什么樣的情景，四百年后，美國(guó)宇航局一艘被命名為伽利略號(hào)的探測(cè)器，在前往木星探測(cè)的途中，記錄從宇宙空間探測(cè)地球的各種物理特征，包括使用攝像機(jī)、分光計(jì)來(lái)遙測(cè)地球信息。而伽利略號(hào)探測(cè)器看到的，就是一個(gè)真正意義上存在生命的星球。
著名的天文學(xué)家卡爾薩根和他的同事在一份研究報(bào)告中認(rèn)為：伽利略號(hào)木星探測(cè)器的可見(jiàn)光攝像頭可以觀測(cè)到地球上暗區(qū)和亮區(qū)之間的對(duì)比度，地球的吸收光譜中明顯可以看到水蒸氣和二氧化碳，這表明如果有某種智慧生物從某處宇宙空間觀測(cè)我們的地球，他們就會(huì)發(fā)現(xiàn)這顆行星表面上存在豐富的水蒸氣痕跡，很有可能以液態(tài)形式存在著。而二氧化碳的含量則表面這顆行星是一個(gè)巖質(zhì)的行星，因?yàn)樵跉鈶B(tài)行星中，二氧化碳隨時(shí)會(huì)和氫結(jié)合起來(lái)，形成簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔铮热缂淄椤０堰@些信息拼湊在一起，他們可以推斷出這顆星球有著海洋和陸地的特征。
同時(shí)，外星智慧生物還會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)更令他們興奮的信息，其表征就是在光譜中出現(xiàn)能有效吸收可見(jiàn)光波長(zhǎng)的吸收峰，這就是光合作用。地表上的植被可以高效和有選擇地吸收來(lái)自太陽(yáng)的光照，同時(shí)還能將這一對(duì)生命而言至關(guān)重要的信息“透露”到宇宙空間中去。但是，這還不是最吸引外星智慧生物的地方，他們還會(huì)發(fā)現(xiàn)在地球大氣層光譜中存在顯著特征的豐富氧氣濃度，氧氣具有很高的活性，可以將甲烷氧化成二氧化碳和水，如果只有一點(diǎn)點(diǎn)的甲烷存在于富含氧氣的環(huán)境中，就存在不可思議的熱力學(xué)過(guò)程，而在地球上，這個(gè)東西就是生命。
氧氣是有光合作用的生物新陳代謝所產(chǎn)生，而微乎其微的甲烷則是產(chǎn)生于地球地殼緩慢的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，還有各種微生物以及沼澤地區(qū)排放，稻田和反芻動(dòng)物所產(chǎn)生。總而言之，美國(guó)宇航局的伽利略號(hào)木星探測(cè)器從宇宙空間中對(duì)地球生命在宇宙中的表現(xiàn)形式做了合理且有說(shuō)服力的鑒定，但是，這些帶有生命特征的信號(hào)在幾十甚至幾百光年外又是一種什么樣的情況呢，就如同我們探索遙遠(yuǎn)的恒星系統(tǒng)，而外星智慧生物可能也在遙遠(yuǎn)的地方觀測(cè)著我們。實(shí)際上，美國(guó)國(guó)家航空航天局的哈勃以及斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)獲得了少數(shù)系外行星的大氣光譜數(shù)據(jù)，其測(cè)量的方法主要是當(dāng)這些氣態(tài)行星在凌日時(shí)，以測(cè)量他們的大氣光譜特征。
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