會(huì)計(jì)學(xué)1地外生命解析生命的誕生和演化第1頁(yè)/共53頁(yè)人類從哪里來(lái)？我們都產(chǎn)生于幾十億年前的一顆恒星的核心。也曾經(jīng)是恐龍身上的一部分。第2頁(yè)/共53頁(yè)

地外文明非常應(yīng)該是存在的，否則，地球人類和文明不就成了神秘、偶然的東西了嗎？當(dāng)然，也有人認(rèn)為，就是獨(dú)一無(wú)二的。尋找地外生命屢遭挫折，百折不饒。我們是唯一的嗎？第3頁(yè)/共53頁(yè)一、尋找太陽(yáng)系內(nèi)的生命二、地外生命存在可能性的探討三、飛碟之謎四、搜尋地外智慧生命（SETI）五、尋找太陽(yáng)系外的行星系統(tǒng)第4頁(yè)/共53頁(yè)地球誕生于46億年之前，誕生時(shí)溫度較高，大氣中的氧氣也很少。幾億年后，逐漸冷卻，形成地殼；大氣中的水汽凝結(jié)變?yōu)橛晁?，形成海洋；變成了氧氣和氫氣；變成適于生命誕生和存活的星球。一、尋找太陽(yáng)系內(nèi)的生命

1，人類的家園――地球第5頁(yè)/共53頁(yè)地球表面70.8%的海洋使它成為美麗的“藍(lán)色水球”第6頁(yè)/共53頁(yè)

地球離太陽(yáng)距離適中，陽(yáng)光適中，不太冷，不太熱，為各種生命的存活提供了基本條件。其它行星都不具備這個(gè)條件。地球質(zhì)量適中，能夠維持住海洋和大氣層。水是生命孕育和發(fā)展的必要條件，地球上的水資源十分豐富，地球引力阻止了水蒸氣逃離地球。我們?yōu)槭裁辞『蒙钤谶@樣一顆星球？第7頁(yè)/共53頁(yè)2，地球生命大約在36億年前，地球上開(kāi)始出現(xiàn)生命，先在海洋里，然后到陸地，先是低級(jí)的，然后發(fā)展到高級(jí)；6億年前，三葉蟲(chóng)有了完整生命；4億年前，生命從海洋爬上陸地；生命的孕育需要非?？量痰臈l件！需要非常長(zhǎng)的時(shí)間！第8頁(yè)/共53頁(yè)地球型生命存在的5個(gè)條件1）合適的溫度；2）液態(tài)的水，或相當(dāng)于水的某種液體。既是生物體的必要組成部分，也是各種生物化學(xué)反應(yīng)的必要介質(zhì)。若是固體，反應(yīng)的幾率很低。3）適宜的大氣層，防止宇宙線和隕石的侵害，保護(hù)水資源。導(dǎo)致生命起源的多種天然有機(jī)化合物，需要在大氣中通過(guò)紫外線照射和電火花才能合成。第9頁(yè)/共53頁(yè)4）足夠長(zhǎng)的時(shí)間。生命的發(fā)生過(guò)程是非常緩慢的。地球上最早的生命發(fā)生在地殼誕生后10億年，到現(xiàn)在已有幾十億年的時(shí)間。5）必要的有機(jī)物的化學(xué)元素，如氫、碳、氮、氧、鐵等。宇宙誕生初期缺少這些元素，所以生命形成也需在宇宙誕生相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間之后才能發(fā)生。

第10頁(yè)/共53頁(yè)

彗星主要由水、氨、甲烷、氰、氮、二氧化碳、甲基氨的分子組成。彗星瓦解后散落在軌道上的碎片闖入地球大氣形成流星雨，落到地面成為隕石。

19世紀(jì)，開(kāi)始研究隕石的成分。分析1838年降落在南非的隕石后，發(fā)現(xiàn)其中確實(shí)含有氨基酸、核酸鹽、碳?xì)浠衔铩?，地球上的生命來(lái)自彗星和隕石嗎？第11頁(yè)/共53頁(yè)

火星隕石目前，共有12塊隕石被確認(rèn)是來(lái)自火星。它們是由于小天體撞擊火星被拋入空間，來(lái)到地球的。右上圖是火星隕石的ALH84001的，分析出由碳酸鹽組成的微細(xì)管狀結(jié)構(gòu)，是36億年以前火星上存在的原始微生物的化石。第12頁(yè)/共53頁(yè)在地球南極發(fā)現(xiàn)的火星隕石中，出現(xiàn)了可能是某種微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。第13頁(yè)/共53頁(yè)太陽(yáng)系的空間探測(cè)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其它行星和衛(wèi)星有肉眼可見(jiàn)的動(dòng)植物。

水星是所有行星中表面溫差最大的，向陽(yáng)面的溫度最高時(shí)可達(dá)連錫和鉛都會(huì)熔化的攝氏430度。但背陽(yáng)面的溫度可降到攝氏零下160度。很難有生命存在。4，尋找太陽(yáng)系內(nèi)的生命第14頁(yè)/共53頁(yè)金星溫度高達(dá)攝氏450度，表面壓力為90個(gè)大氣壓。云層的主要成分是硫酸的濃縮溶液及少量的鹽酸和氫氟酸。很難有生命存在?；鹦巧蠜](méi)有肉眼可見(jiàn)的動(dòng)植物，更沒(méi)有像人類一樣的智能動(dòng)物。火星人、火星運(yùn)河、火星人發(fā)射人造衛(wèi)星等，已經(jīng)被證實(shí)不存在。木星、土星、天王星、海王星的大氣主要是由液態(tài)的甲烷、氫和氨構(gòu)成的。從現(xiàn)在探索的結(jié)果來(lái)看，存在生命的可能性微乎其微。

第15頁(yè)/共53頁(yè)

退而研究行星和衛(wèi)星的環(huán)境，如有沒(méi)有水、大氣及其成分等。探測(cè)到火星表面在歷史上有水的證據(jù)，還發(fā)現(xiàn)火星南極有大量氫分子，間接地表明那里有冰凍水的存在。土星的第六個(gè)衛(wèi)星，木星的第二個(gè)衛(wèi)星被探有大氣層，認(rèn)為具有地球類似的演化歷史，可能孕育生命。

在太陽(yáng)系行星及衛(wèi)星上尋找水和大氣第16頁(yè)/共53頁(yè)

“惠更斯”探土衛(wèi)六

“惠更斯”探測(cè)器于2005年1月14日到達(dá)泰坦的表面。發(fā)回第一批350多幅照片。證實(shí)關(guān)于土衛(wèi)六上具有甲烷河流的猜想；大氣濃度約是地球大氣的1.5倍；最上面是一層薄薄的巖石外殼；底部有侵蝕的痕跡，曾遭到過(guò)河流的沖刷；時(shí)速為24千米的風(fēng)存在；

非常類似于46億年前的早期地球。第17頁(yè)/共53頁(yè)5，在地球上尋找極端惡劣環(huán)境下的生物

行星和衛(wèi)星上的自然環(huán)境惡劣，沒(méi)有找到生命的跡象。地球上有些地方的自然環(huán)境也是極端惡劣。如果一些生物在地球上的一些惡劣環(huán)境下可以生存，在其他行星和衛(wèi)星上是否也可能存在？第18頁(yè)/共53頁(yè)細(xì)菌和微生物能承受惡劣環(huán)境格陵蘭冰川下3千米處發(fā)現(xiàn)微生物；深?；鹕娇诎l(fā)現(xiàn)能夠承受高壓和高溫的細(xì)菌；阿塔卡馬沙漠的土壤中發(fā)現(xiàn)能夠經(jīng)受住寒冷、真空、干旱和輻射考驗(yàn)的細(xì)菌；在紅海附近鹽灘發(fā)現(xiàn)耐鹽的細(xì)菌；在美國(guó)加州金礦毒液中發(fā)現(xiàn)耐酸細(xì)菌；在南非礦井中發(fā)現(xiàn)能夠從周圍巖石和空氣中獲取所需的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的微生物。第19頁(yè)/共53頁(yè)地球細(xì)菌在月球上存活！

地球上的微生物到了在幾近真空、充滿宇宙射線的月球表面還能繼續(xù)生存。1969年降落月球的“阿波羅12號(hào)”太空船，收回了兩年半前無(wú)人探測(cè)船“觀察家三號(hào)”留在月球上的相機(jī)，發(fā)現(xiàn)其底部帶著的地球上的微生物“緩癥鏈球菌”仍然存活。第20頁(yè)/共53頁(yè)南極洲冰原深處發(fā)現(xiàn)蝦狀生物2010年初，美國(guó)宇航局的科學(xué)家在南極洲180米深的冰原深處發(fā)現(xiàn)了一種蝦狀生物和一根水母的觸須。較復(fù)雜的生命體能在這樣惡劣的環(huán)境下生存。有理由認(rèn)為，在太陽(yáng)系的一些星球上，如木衛(wèi)二的冰層下面也可能有類似的生物存在。第21頁(yè)/共53頁(yè)

地球上的生命都是以碳和水為基礎(chǔ)，因此稱為碳基生命，它們需要一定的溫度環(huán)境，并且要有水和氧氣，否則就會(huì)熱死、凍死、渴死和憋死。有些科學(xué)家也在思考和探尋這樣一個(gè)似乎很離奇的可能性，即宇宙中是否可能存在與地球上完全不同的非碳基生命？

硅基生命；氨基生命；硫基生命：6，生命的多種可能形式第22頁(yè)/共53頁(yè)

1891年，德國(guó)申納爾提出硅基生命概念：硅與碳在同一族元素中，性質(zhì)與碳很相似。宇宙中有很多硅，硅化合物的熱穩(wěn)定性使得以其為基礎(chǔ)的生命可以在高溫?cái)z氏200度甚至到400度下生存。這種生命可以不攝取有機(jī)物，而只從宇宙空間中吸收星光維持生命。硅基生命呼出的則是二氧化硅（沙粒）。硅基生命第23頁(yè)/共53頁(yè)液態(tài)氨和水有許多顯著的化學(xué)相似性，液態(tài)氨在溶解方面比水更強(qiáng)。液態(tài)氨取代水，作為生命所必需的溶液和介質(zhì)。一個(gè)大氣壓，溫度在攝氏-34以下氨是液態(tài)，所以氨基生命可能在溫度比較低的世界里生存。如果星球表面的大氣壓很高，如在60個(gè)大氣壓時(shí)，液態(tài)氨的沸點(diǎn)溫度變成98攝氏度，氨基生命可能在高壓下生存。氨基生命

第24頁(yè)/共53頁(yè)元素周期表中硫與氧同族，性質(zhì)相似。硫在地球上的室溫時(shí)是固體，高溫時(shí)是氣體?？苹米骷覙?gòu)思在溫度較高的星球上生存著硫基生物，吃含硫量極高的食物。地球上曾經(jīng)找到生活在硫礦里的、厭氧的古細(xì)菌。很有可能是以硫作為自己生命的介質(zhì)。它們不需要氧。硫基生命第25頁(yè)/共53頁(yè)1、宇宙中的有機(jī)分子

生命進(jìn)化：由低級(jí)生物進(jìn)化到高級(jí)生命；由無(wú)生命物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生命物質(zhì)。射電觀測(cè)發(fā)現(xiàn)來(lái)自銀河系內(nèi)外的星際分子共100多種，構(gòu)成地球生物的基本元素在宇宙空間的各個(gè)方向都有。星際分子大多數(shù)由氫、氧、碳、氮、硫、硅6種元素組成。前4種元素是組成生命單元細(xì)胞的蛋白質(zhì)和DNA的最基本的元素。二，地外生命存在可能性的探討第26頁(yè)/共53頁(yè)星際空間有大量有機(jī)分子，說(shuō)明構(gòu)成生命的基本物質(zhì)到處可見(jiàn)。發(fā)現(xiàn)這些構(gòu)成生命的基本物質(zhì)并不等于發(fā)現(xiàn)了地球之外的生命。因?yàn)樯拇嬖诤桶l(fā)展需要適宜的外界自然環(huán)境，如適宜的溫度、液態(tài)水、大氣、光和熱等。第27頁(yè)/共53頁(yè)2、“類地行星”的估計(jì)

生命的孕育需要長(zhǎng)期穩(wěn)定：地球年齡為46億年，30億年時(shí)出現(xiàn)有細(xì)胞核的細(xì)胞，7億年前，出現(xiàn)多細(xì)胞生物，3500萬(wàn)年前才出現(xiàn)類人猿，人類的文明史才有5000多年，而發(fā)達(dá)的高科技時(shí)代更是近百年的事。從孕育生命到發(fā)展成文明社會(huì)需要幾十億年的時(shí)間。只有類太陽(yáng)恒星主宰的行星系統(tǒng)才能提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的條件。如果恒星質(zhì)量太大，演化太快。第28頁(yè)/共53頁(yè)

銀河系千億顆恒星中約有40億顆與太陽(yáng)質(zhì)量和溫度差不多，且有行星系統(tǒng)的恒星；它們的行星系統(tǒng)中也有可能有一顆和地球差不多的行星，即“類地行星”。只有老年“類地行星”則可能有生命，但也可能因“恐龍滅絕”式的災(zāi)難而毀滅。文明社會(huì)也是有壽命的，最長(zhǎng)的也會(huì)隨恒星的演化為紅巨星的時(shí)候毀滅。第29頁(yè)/共53頁(yè)Rs恒星誕生率；fp有行星系統(tǒng)的恒星概率；n適合生命居住的行星數(shù)；f1可居住生命并出現(xiàn)生命的行星概率；

fi出現(xiàn)智慧生命的概率；fc能進(jìn)行星際通訊的概率；L為文明社會(huì)壽命。預(yù)計(jì)有智慧生命的星球有10萬(wàn)～1000萬(wàn)個(gè)。3，文明社會(huì)的計(jì)算公式（美國(guó)德雷克）第30頁(yè)/共53頁(yè)

如果有眾多的文明星球，可能有比我們的科學(xué)技術(shù)更先進(jìn)的。他們有能力與地球人類聯(lián)系，可能乘坐“飛碟”來(lái)地球。

“飛碟”是人們發(fā)現(xiàn)的一些在空中飛行的形似碟子一樣的不明飛行物（UFO）。最初報(bào)導(dǎo)在1974年，有幾個(gè)直徑有30多米，碟子形狀的怪物在天上飛行。甚至有人宣稱看到了“宇宙人”、“曾被宇宙人抓去”等等。三、飛碟之謎第31頁(yè)/共53頁(yè)2002年7月30日晚10點(diǎn)半左右，一個(gè)神秘的發(fā)光體掠過(guò)江蘇、河南、陜西、四川、重慶等地的天空。目擊者很多，描述非常相似：飛得很高，很大，速度并不快，呈扇形；持續(xù)兩三分鐘到十幾分鐘。判斷：高度在500千米以上，遠(yuǎn)比飛機(jī)的速度快，外形很像一只向外噴射物質(zhì)的空間飛行器。1，不明飛行物（UFO）的報(bào)道第32頁(yè)/共53頁(yè)

1974年11月17日丹麥人勞爾森拍攝的不明飛行物照片（左圖）。研究表明，許多不明飛行物為氣象氣球、隕星、行星以及飛機(jī)著陸時(shí)的指示燈，及某些氣象現(xiàn)象。有些飛碟現(xiàn)象是由電離了的空氣所形成的明亮的等離子體組成，它們是電暈放電造成的。有些關(guān)于飛碟的報(bào)道則是有意編造出來(lái)的騙局。第33頁(yè)/共53頁(yè)

恒星的行星如果有智能生物，要到地球來(lái)拜訪，即使是近處的，飛碟速度也接近光速，也要經(jīng)過(guò)4.3～100年才能到達(dá)。天文學(xué)家探測(cè)過(guò)近處的恒星（100PC）沒(méi)有發(fā)現(xiàn)那里有文明社會(huì)存在。有人說(shuō)看見(jiàn)了乘飛碟來(lái)地球的外星人，但總是回避和人類見(jiàn)面，不可信的。能坐飛船到地球，其科技水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們，還怕與人類交流？2，飛碟是外星人乘坐的飛船嗎？第34頁(yè)/共53頁(yè)四，搜尋地外智慧生命（SETI）國(guó)際宇航科學(xué)院成立了“搜尋地外智慧生命”的專門的委員會(huì)，把搜尋地外智慧生命有關(guān)的各種活動(dòng)納入了科學(xué)的軌道。簡(jiǎn)稱SETI。

1959先驅(qū)性的論文：德雷克提出在1420兆赫附近搜尋地外文明的建議，得到了強(qiáng)烈的反映。成為SETI科學(xué)的第一塊里程碑。第35頁(yè)/共53頁(yè)

射電望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展已具備接收來(lái)自宇宙空間微弱的電波信號(hào)，裝備電波發(fā)射設(shè)備后，將成為有很強(qiáng)的空間通訊設(shè)備。進(jìn)行宇宙通訊必需選擇理想的頻率窗口。選用的頻率是能穿過(guò)地球的電離層，也能穿過(guò)地外文明所居住的星球的大氣層。1、宇宙通訊第36頁(yè)/共53頁(yè)

在1400兆赫頻率附近，天空背景噪音很小，只有50K，而在300兆赫附近，背景噪音則高達(dá)300K。

1400兆赫附近的21厘米和18厘米波長(zhǎng)成為進(jìn)行宇宙星際通訊理想的頻率窗口。21厘米是中性氫譜線(H)，18厘米是氫氧基譜線(HO)。所以這個(gè)頻率范圍稱為“水洞”。最佳的通訊頻段：水洞第37頁(yè)/共53頁(yè)1960年奧茲瑪計(jì)劃是第一次有計(jì)劃地搜尋地外文明。使用美國(guó)國(guó)立射電天文臺(tái)25米射電望遠(yuǎn)鏡，在21厘米波段，對(duì)兩顆最可能存在智能生物的波江座ε星和鯨魚(yú)座γ星作了監(jiān)測(cè)，累計(jì)達(dá)200小時(shí)，沒(méi)有檢測(cè)到外星人發(fā)來(lái)的信號(hào)。2，奧茲瑪計(jì)劃第38頁(yè)/共53頁(yè)

第二期奧茲瑪計(jì)劃改用兩臺(tái)口徑較大的射電望遠(yuǎn)鏡，仍在21厘米波段上，對(duì)660顆離我們較近的類太陽(yáng)恒星進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也沒(méi)有得到結(jié)果。

“高分辨率微波巡視”計(jì)劃改用阿雷西博305米的射電望遠(yuǎn)鏡，對(duì)100光年以內(nèi)的800-1000顆類太陽(yáng)恒星進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果還是一無(wú)所獲。第39頁(yè)/共53頁(yè)

“賽克洛普斯星際通訊相位陣”示意圖沒(méi)有獲得經(jīng)費(fèi)支持，未能實(shí)現(xiàn)第40頁(yè)/共53頁(yè)

目前，載入星際航行不可能。恒星遙遠(yuǎn)、生命有限和飛船的速度和燃料限制等；不載人飛船可以離開(kāi)太陽(yáng)系，20世紀(jì)70年代美國(guó)在“先驅(qū)者”10號(hào)、11號(hào)探測(cè)器攜帶一封向宇宙人致意的信件。信寫(xiě)在鋁板上，幾億年也不會(huì)變形和變質(zhì)。

“旅行者”1號(hào)和2號(hào)帶著可以播放兩個(gè)小時(shí)的關(guān)于“地球之音”的唱片。唱片是用噴金的銅制成的，經(jīng)久不壞。3，拜訪地外文明社會(huì)第41頁(yè)/共53頁(yè)

“先驅(qū)者”號(hào)飛船攜帶的表征人類文明的圖形第42頁(yè)/共53頁(yè)把無(wú)線電能量集中在一個(gè)很小的束中發(fā)射出，可使發(fā)射功率提高一百萬(wàn)倍以上。

1974年，用阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡向武仙座M13球狀星團(tuán)發(fā)射信息。這份電報(bào)是要告訴“武仙座”的智能生物，關(guān)于太陽(yáng)系、地球、和地球人的一些信息。電報(bào)以光速傳播，達(dá)到目的地要2.4萬(wàn)年，如果真的收到后立即給我們回電，地球人要在4.8萬(wàn)年以后才能收到。4，向武仙座M13球狀星團(tuán)發(fā)射信息第43頁(yè)/共53頁(yè)

銀河系中，有多少像我們太陽(yáng)系差不多的恒星－行星系統(tǒng)？有多少具有像地球一樣條件的行星？這成為尋找地外文明的關(guān)鍵所在。尋找銀河系中的行星系統(tǒng)主要有兩個(gè)方法：直接獲得恒星和它的行星的圖象，很困難，必須用特大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡；間接的方法，檢測(cè)出行星系統(tǒng)對(duì)恒星的影響。五、尋找太陽(yáng)系外的行星系統(tǒng)第44頁(yè)/共53頁(yè)

太陽(yáng)系外的行星距離遙遠(yuǎn)，又處在光芒四射的恒星附近，要想直接觀測(cè)到它們是非常困難。通常是通過(guò)間接的方法推斷太陽(yáng)系外行星的存在，即檢測(cè)行星對(duì)中心恒星所產(chǎn)生的影響來(lái)判斷行星的存在。細(xì)心地觀測(cè)和調(diào)查了太陽(yáng)系周圍17光年以內(nèi)的49顆恒星的情況，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些恒星的行星系統(tǒng)。1，太陽(yáng)系附近的搜索第45頁(yè)/共53頁(yè)1982年對(duì)毫秒脈沖星的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星PSR1257+12的兩個(gè)行星的系統(tǒng)。后來(lái)確認(rèn)，是3顆行星，成為人類最先發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系外行星系統(tǒng)。2，脈沖星觀測(cè)捷足先登第46頁(yè)/共53頁(yè)行星A離脈沖星最近，平均距離為0.19天文單位，質(zhì)量約為月球的兩倍，公轉(zhuǎn)周期為25.262天。行星B的平均距離為0.36天文單位，質(zhì)量為地球的4.3倍，公轉(zhuǎn)周期為66.5419天。行星C的平均距離為0.46AU，質(zhì)量為地球3.9倍，其公轉(zhuǎn)周期為98.2114天。第47頁(yè)/共53頁(yè)

天文學(xué)家用“海爾”、“里克”光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、哈勃空間望遠(yuǎn)鏡來(lái)尋找太陽(yáng)系外的行星系統(tǒng)，已發(fā)現(xiàn)350多行星系統(tǒng)。最先發(fā)現(xiàn)類太陽(yáng)恒