科學(xué)家計劃對系外行星播種生命：將長達1.2萬年！

據(jù)外媒報道，一位德國理論物理學(xué)家提議對太空飛船進行改進，使其能夠環(huán)繞系外行星運行，并對其播種生命。

對地外行星播種生命

在過去30年里，關(guān)于人類太空探索的普遍觀點認(rèn)為，我們應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)登陸火星或者重返月球的最新任務(wù)。考慮到我們在地球上自己制造的各種復(fù)雜問題，從生態(tài)到經(jīng)濟，太空探索目標(biāo)和以自我為中心的殖民基地，以及人類的自私根源，基于以上提及的問題和大量未解決的問題，我們可能需要發(fā)現(xiàn)一個新的家園。

然而，即使最樂觀的太空殖民基地也需要幾十年時間建造，同時，我們不能保證在本世紀(jì)剩余的時間里幸存下來，更不必說人類在整個銀河系有效地擴張殖民。但是如果我們現(xiàn)在開始對其它星球播種生命呢?人類可能無法幸存，但是一些生命形式可以。

德國歌德大學(xué)理論物理學(xué)家克勞迪亞斯·格羅斯（Claudius Gros）表示，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真考慮這一問題。他相信在宇宙中播種生命將優(yōu)先于人類殖民，同時，他也相信這一過程能夠?qū)崿F(xiàn)，在宇宙中對其它行星進行星際生命播種，更簡單地講，這是“有意的胚種說（deliberate panspermia）”，是基于我們的技術(shù)能力范圍之內(nèi)的。

“突破攝星（Breakthrough Starshot）”是一項宏偉太空計劃，將使用一種激光推進系統(tǒng)發(fā)射首個抵達半人馬阿爾法星（Alpha Centauri）的探測器，半人馬阿爾法星是距離太陽系最近的一顆恒星。

這次太空旅行預(yù)計將花費大約20年時間，同時需要一顆重量僅1克的探測器加速至100公里/小時，或者是光速的五分之一。該探測器不會有一個剎車系統(tǒng)，預(yù)計幾個小時之后抵達半人馬阿爾法星，正好擁有足夠的時間拍攝照片，并傳送至地球。

近期，發(fā)表在《物理通訊雜志》的一篇研究報告中，格羅斯提議，我們使用相同的激光推進系統(tǒng)以較慢的速度發(fā)射1.5噸重的太空飛船，這樣我們能做的不僅僅是拍攝照片。他希望實現(xiàn)一個穩(wěn)定的系外行星軌道，通過攜載的“微型實驗室”向其它星球播種生命，這種微型實驗室可以培育基因和細胞。據(jù)悉，他們的目標(biāo)星球是TRAPPIST-1，這是一顆表面溫度極低的紅矮星，距離地球39.13光年，但是其它系外行星，例如近期發(fā)現(xiàn)的Ross 128b，也在考慮觀測范圍之內(nèi)。

長途運輸

格羅斯假設(shè)，一艘1.5噸重的太空飛船將從地球發(fā)射，向其它行星播種生命，同時，一個巨大的陸基激光器將瞄向探測器50公里寬的光帆，提供大約30%光速的推進速度，完成部分太空旅行。

不同用于完成半人馬阿爾法星任務(wù)的微型探測器，格羅斯的太空飛船一旦抵達目的地，需要立即停下來。所以，他設(shè)計了一種方法，使用磁帆與質(zhì)子產(chǎn)生摩擦，從而使宇宙飛船在航行過程中減速，就像讓一輛汽車在高速公路上減速完全停止一樣。

格羅斯說：“使用磁帆的原因是無需損耗能量便能建立磁場，你不希望消耗能量，因此只要建立了磁場，便能使用超導(dǎo)回路就能使電流永久保留，磁場永遠保持不變。”

他指出，磁帆半徑大約50公里，每個回路都會產(chǎn)生磁場。磁場將探測器的動量轉(zhuǎn)換至所遭遇的任何粒子上，從本質(zhì)上講，地球和探測器之間質(zhì)子的目的地會產(chǎn)生減速所需的摩擦力。

想像一下，一艘大型探測器通過像質(zhì)子一樣無關(guān)緊要的小物質(zhì)進行減速，這似乎有點兒奇怪。事實上，該情況更加復(fù)雜的是，科學(xué)家懷疑遠古超新星可能清除了太陽系和鄰近區(qū)域周圍的氣體，因此降低了物質(zhì)密度。

然而，格羅斯解釋稱，即使是物質(zhì)密度較低的情況下，他的設(shè)計也能提供必要的摩擦力對假設(shè)的太空飛船進行減速，使其在軌道運行，并不是飛越一顆系外行星。他說：“你可以通過星際介質(zhì)的摩擦力來剎車減速。”

問題在于減速所需的額外質(zhì)量使提議的TRAPPIST-1太空之旅需要1.2萬年時間，在宇宙時間尺度上，這一時間僅是瞬間的工夫，但是由于人類很少壽命超過100歲，因此目前沒有人能夠幸存下來，親眼目睹我們的探測器抵達太空目的地進行生命播種。

地外宜居星球

近期，科學(xué)家已開始理論推測環(huán)繞紅矮星周圍發(fā)現(xiàn)越來越多的系外行星可能含有水和氧，這些行星比地球擁有更長的大氣冷卻周期，在地球首次形成生命的時期，這些條件可能阻止行星孕育生命。

格羅斯說：“太陽花費了1000萬年時間冷卻至現(xiàn)今的溫度，但是較小的恒星，例如：TRAPPIST-1，用了數(shù)億年時間冷卻溫度。”

因此，TRAPPIST-1恒星系統(tǒng)內(nèi)行星大氣層的水蒸汽被主恒星紫外線輻射分解為氫和氧，氫逃逸至太空，因為它太輕，無法被類似地球的行星所保留，同時氧也會累積下來。

格羅斯說：“如果TRAPPIST-1恒星系統(tǒng)中七顆行星中某些行星存在海洋，它們也將存在含氧大氣層，地球氧壓為0.2個大氣壓，但在類似TRAPPIST-1的行星中，氧壓可能達到100個大氣壓以上。”

這些過剩的氧“吞噬”了生物形式，阻止了原細胞形成。復(fù)雜的真核細胞形成了現(xiàn)今多細胞生命的基礎(chǔ)，它們沒有機會在一顆“氧行星”上孕育發(fā)展。

格羅斯說：“我們可能發(fā)現(xiàn)數(shù)百萬或者數(shù)十億顆宜居系外行星，但是一開始存在過量氧，導(dǎo)致其無法孕育生命形式。因此，我們無法干預(yù)地外星球關(guān)于自然進化的任何事情。”

宇宙花園可能在等待我們，但是格羅斯提議漫長的太空旅行時間可能阻止某些人的太空播種計劃。即使在探測器抵達目的地之后，任何生命都將花費數(shù)十億年時間進化至成熟期。

格羅斯的宇宙播種生命計劃被稱為“創(chuàng)世工程”，將使我們后退一步，觀察我們對地球所做的一切。格羅斯說：“如果你是理性的，你就不能啟動一個長期性太空項目，因為人類的壽命非常短暫。”

對于格羅斯而言，他假設(shè)的任務(wù)最終迫使人類思考一個形而上學(xué)的倫理問題，我們?nèi)祟愖钭匀坏膫惱硐到y(tǒng)是將我們置于中心，這很大程度上取決于我們?nèi)绾紊睢?/p>

格羅斯說：“一個99%以人類為中心的倫理系統(tǒng)足以建立一個繁榮的文明，剩下的1%允許我們追求‘非理性’項目，例如：創(chuàng)世工程。”