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太阳系形成或为特殊存在

 楚士祥丁 2016-04-18

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太阳系

或为特殊存在

像太阳这样的G级恒星在宇宙随处可见,但只有少数像太阳一样以单一恒星的 形式存在并包含92种自然产生的元素。


天文学家获得的证据表明,几乎所有的恒星在自身形成过程中都会产生行星系统,这与目前的恒星形成理论是相一致的 。


但目前为止观测到的大部分行星系统看起来非常怪异且不适合生命存在——木星大小的行星 环绕自身恒星的距离比水星环绕太阳的距离都要近,或者五颗行星聚集在一起形成比水星轨道还要小的空间。天文学家目前还未观测到一个像太阳系内整齐排列的恒星系统,里面包含位于宜居带的多岩石行星 。


那么,地球的处境到底有多特殊?

当研究人员估计银河系内大约有80亿或者90亿颗恒星 ——这大概是恒星总数的 5%——拥有类似地球的行星时——这使得别处存在智能生命的概率变得非常大,然而截止目前,在地球以外并未发现任何生命或者生命的迹象。


因此问题变为地球究竟有多罕见或者常见,以及人类究竟有多独特?


生命的开始

古代岩石里碳12的存在暗示着地球上的生命开始于38亿年前。这意味着DNA或者某些先驱分子已经组合甚至可能开始了流水般的自我复制以驱动生命的进化。但这样脆弱且复杂的分子是如何组合而成的?


有机分子现存在于整个宇宙,它们被发现于恒星 、气体云和1969年坠落地球的 默奇森陨石的 光谱特征里,默奇森陨石包含92种不同的氨基酸,大多数从未在地球上见过。然而,从氨基酸分子到具有能够提供能量的新陈代谢系统的生物体是一个巨大的飞跃,而一个基因系统能够存储信息、指导蛋白质的建造、调节有机体的每个功能并自我复制,所有的一切都包含在细胞膜里。


生命是否可能起源于它处?或者它是某些分子意外结合在一起的结果。或者宇宙存在某些基本的组织原则驱动物质向复杂性发展?我们并不知道答案,生命的起源仍是科学界最大的谜题之一。


大氧化事件、雪球地球和真核生物的产生

25亿年前地球上的生命面临了最大的 生存危机,当时地球大气层从以二氧化碳为主转变为富含氧气。当时的 生命主要是原核生物,或者类似细菌的 生物,它们以二氧化碳为生。但光合细菌消耗了二氧化碳并产生了有毒的 氧气,后者最终充满了大气层。更糟糕的 是,大气中二氧化碳量的 减少导致地球变成一个巨大的 冰冻星 球,从而形成名为雪球地球的 事件。除了赤道地区,整个地球被厚厚的 冰层覆盖,生活在深海的 生命几乎灭绝。然而,在这次危机中一个新的 更复杂的 生命形式出现了:真核生物。


1967年琳恩-马古利斯(Lynn Margulis)首次提出某些原核有机物能够在她称之为内共生的 合作关系 里相互结合,从而帮助它们度过这场危机。我们现在理解了动物细胞里的 线粒体和植物细胞里的 叶绿体在被吞没形成真核细胞器之前,曾经都是单独的 有机物。它们仍然携带有作为原核生物时的 原始基因。真核生物的 出现打开了更高级的 生命形式——包括我们人类出现的 大门。


幸运的我们:白垩-第三纪灭绝事件

恐龙统治了地球长达2亿年,然后在6500万年前它们忽然消失了。1980年路易斯-阿尔瓦雷斯(Luis Alvarez)和沃特-阿尔瓦雷斯(Walter Alvarez)这对父子首次解释了恐龙的 命运。他们发现追溯到6500万年前的 岩石里存在铱层,由于铱在地球上是非常罕见的 ,因此他们提出它们的 来源是当时撞击地球的 一颗陨石。他们的 理论最初颇受争议,很多人对此表示怀疑,但其他研究人员开始在地球其它地区的 岩石里发现相似的 铱,这暗示着这是一场全球性事件,最终在尤卡坦半岛附近发现了一个年代相似的 陨石坑。


希克苏鲁伯陨石大小约为10-15千米,当时它以10000英里每小时的 速度撞击地球,引发了全球变冷,这对大部分陆地植物和动物来说是摧毁性打击。但小型的 多毛哺乳动物挖洞生活在地下从而存活下来。它们一直生活在恐龙的 阴影下,但随着恐龙的 消失,它们茁壮成长体积也日渐增大,继而成为地球的 新统治者。最终哺乳动物的 血系 进化成为灵长类动物、类人猿、直立人以及最终的 人类血系 ,后者最终产生了现代人类。如果不是6500万年前的 流星 撞击,人类是否能够出现都是个问题。


工具时代:人类的出现

大约500万年前,非洲某些类人猿掌握了直立行走的 艺术——它们是原始人类。在接下来的 几百万年间,他们作为南方古猿与至少7个不同的 人类物种共同生活在非洲。但大约250万年后,一个新的 血系 从南方古猿物种中分离出来,就是现在所谓的 人类类属。至于这次分支是如何以及何时发生的 ,以及涉及了哪些人类物种,现在仍备受争议。但最普遍的 观点是能人是这个新血系 的 第一名成员,200万年前我们称之为直立人的 祖先生活在东非,并很快移民至欧亚大陆和亚洲。


大约250万年前石器工具也首次出现在化石记录里,它位于早期人类的 化石残骸附近。没有任何其他的 生命形式曾经制造并使用过石器工具并将这门艺术传递给下一代。这便是真正的 文化产生和科技的 到来。与工具的 发展并行的 是大脑容量的 快速扩张,最终在20万年前,尼安德特人和智人的 脑容量已经翻了三倍。然而,尼安德特人似乎并没有跟上科技的 发展,而智人持续的 发展科技、文化和意识性,最终所有原始人类物种都灭绝了,除了我们——最后也是唯一存活的 原始人类。

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