地球生命是否在很久以前逃離了太陽系?

雖然沒有證據表明它發生過,但這並非不可能

火星隕石ALH84001中類似化石細菌的結構。

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1957年11月3日,太空犬萊卡搭乘Sputnik 2號衛星升空,這是一個歷史性的里程碑,首次證明人類有能力將生命送入太空。但通常情況下,人類的狂妄自大應該透過更廣闊的視角來緩和。當地球岩石因小行星撞擊而被拋入太空時,大自然已經多次完成了同樣的任務。

其中一些岩石可能攜帶著微小的宇航員,以微生物的形式存在。其他行星也做出了類似的回應:近二十年前,我們瞭解到,一塊在南極洲發現的名為ALH84001的火星隕石,在從火星表面噴射出來後,溫度從未超過40攝氏度(104華氏度)。此前幾年,發表在《科學》雜誌上的一篇論文認為,有證據表明該岩石內部過去存在生物活動。

這一論斷最終被大多數科學家駁斥,但該原理仍然有效,這提出了一個可能性:如果數十億年前生物從火星轉移到地球,它們可能就是我們星球上生命的原始種子。如果是這樣,我們可能都真的是火星人。考慮到存在這種生物有機體的傳遞系統,人們自然會想,在旅行者1號和2號發射之前很久,地球包裹是否可能不僅被送往火星,而且完全被送出太陽系。


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大多數小行星撞擊的威力不足以將地球岩石以足夠的速度丟擲太陽系。但許多太陽系天體的大部分時間都停留在奧爾特雲中,這是一個彗星的搖籃,它鬆散地束縛在太陽周圍,距離太陽的距離遠達地球的10萬倍。其中一些天體以長週期彗星的形式週期性地出現,其偏心軌道使它們靠近太陽,在那裡它們會被行星的引力踢出太陽系,就像一個球在彈珠機中執行一樣。

在此過程中,那些非常靠近地球,僅在距離地表50至100公里處經過的天體,可能會像勺子劃過一杯卡布奇諾咖啡上的泡沫一樣,從大氣中收集生命。雖然高層大氣中微生物的丰度缺乏明確的約束,但眾所周知,微生物群落存在於48至77公里的高度。

在與我的本科生阿米爾·西拉傑共同撰寫的一篇新論文中,我們計算得出,在地球的生命週期中,可能發生過數十次此類生命輸出事件。預計有類似數量的事件與來自太陽系的小行星有關,這些小行星在經過我們地球大氣層之前曾掠過地球。如果由於大氣湍流增強或火山活動,在地球歷史上的某些時刻生命存在於100公里以上的高度,那麼這個數字將會增加幾個數量級。當然,這些天體不能太靠近地面,因為空氣摩擦會減慢它們的速度,迫使它們墜毀或燃燒殆盡。

眾所周知,戰鬥機飛行員在加速度超過10g的情況下很難生存,其中g是將我們束縛在地球上的重力加速度。但掠過地球的天體將以數百萬g的加速度收集微生物。它們能經受住這種衝擊嗎?可能!諸如枯草芽孢桿菌秀麗隱杆線蟲耐輻射奇異球菌大腸桿菌反硝化副球菌等微生物已被證明可以經受住加速度,其數值僅小一個數量級。事實證明,這些迷你宇航員比我們最優秀的飛行員更適合太空旅行。

儘管我們太空計劃的未來在於可以透過設計來加強以承受宇宙射線和星際粒子的強烈轟擊的電子裝置,但令人感到謙卑的是,大自然很久以前就完成了我們最雄心勃勃的技術目標之一。即使我們正在發射最先進的航天器(例如新視野號)離開太陽系,我們也在發現這種自然星際交通的證據。

宇宙歷史令人難以置信。想想看:新發現的星際彗星2I/鮑裡索夫在第一批現代人類離開非洲時,經過離太陽最近的恆星,進入了其前往太陽系的最後一段旅程。

Avi Loeb is the head of the Galileo Project, director of the Institute for Theory and Computation at the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, founding director of Harvard University’s Black Hole Initiative, and the former chair of the Harvard astronomy department (2011-2020). He is a former member of the President’s Council of Advisors on Science and Technology and a former chair of the Board on Physics and Astronomy of the National Academies. He has published more than a thousand peer-reviewed papers and is the bestselling author of Extraterrestrial and Interstellar and a co-author of the textbooks Life in the Cosmos and The First Galaxies in the Universe.

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