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林川:地球在宇宙中有没有特殊地位?

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【大纪元2017年07月28日讯】在西方文明的早期,人们曾认为大地是宇宙的中心。月亮、太阳和星辰,都围绕着大地旋转。因此在人类心中,地球有着神圣的地位。直到1543年,波兰天文学家哥白尼提出了日心说,才把地球拉下神坛 。

在20世纪初,天文学家哈勃又发现,宇宙远方有许多亮点,每个亮点都是一个星系。这一发现,说明类似银河系的星系,在宇宙中比比皆是。 地球在宇宙中的地位,也就更加微不足道。地球上的生命,好像也没什么特殊,或许在宇宙其它地方,各种生命也比比皆是。

基于这一观点,科学家们建立了多个天文项目。寻找外星生命,其中包括SETI,火星探测计划,等等。他们认为,宇宙之大,必然存在大量生命 。然而随着科学的进一步发展,科学家们才发现这一等式的另外一面。虽然宇宙浩瀚无比,但支持高等生命所需要的自然条件,也无比苛刻。

生命所需要的第一要素是水。水是一种奇妙的物质。它可以溶解许多矿物质和营养,但却不和这些物质发生任何化学反应。而其它的溶剂,却大多会和这些物质产生化学反应。水的黏稠度适中,如果它过于黏稠,血液就难以输送营养,如果过于稀疏,生命体就难以保持水分。水能够吸收大量热能,而不会出现太大的温度变化。这一特征,使恒温动物更容易保持体温。而另外一方面,水在蒸发时,又能够吸收大量热量,使哺乳动物能够利用出汗来降低体温。水还有另一个奇妙的特性,就是结冰后密度减小。如果水和其它物质一样,结冰时密度加大,冰就会沉在水底。到了最寒冷的季节,江河湖海从水面到水底全部结冰,鱼儿就无法存活。

虽然水的化学成分简单,在宇宙中或并不少见,但维持液态水的温度范围却非常狭窄。在地球大气压之下,只有100摄氏度的区间。为了维持液态水,星球和恒星的距离,必须在黄金地段之内。距离太远,水会长年结冰,距离太近,则会变成蒸汽。在太阳系,这个黄金地段非常狭窄。如果地球离太阳的距离缩短5%,地球就会和金星一样,气温上升到摄氏500度。如果这一距离增加20%,地球就会长年被冰雪覆盖。

地球磁场是维持生命的另一个重要因素,它不但保护地球上的生命,免遭有害射线的伤害,而且还保护了地球的大气层和水。这一点,从火星的命运就能看清。由于缺乏强大的磁场,火星上的大气和水分逐渐被太阳风吹走,使火星上一片荒凉。

地球自转轴的倾角,给地球带来了四季。如果没有这个倾角,赤道就会太热,两极就会太冷,可居住地带就会大大减少。而正是由于月球的存在,才能够维持倾角的稳定。

月球的产生,可以说是一个千古之谜。 目前科学界普遍接受的理论有两个。一个理论是,月球是外来物体,被地球的引力所俘获。第二个理论是,外来天体撞击了地球,外来的物质和地球撞击掉下来的物质,一起形成了月球。如果第一个理论成立,月球的轨道应该是椭圆形。而实际上月球的轨道几乎是正圆。更不可思议的是,月球的自转周期和公转周期相同,因此月亮总是一面面向地球。如果这一轨道是偶然形成的,这种可能性微乎其微。如果撞击理论成立,这一撞击应该导致地球急速的自转,而不是现在每天自转一周。为了弥合这一矛盾,科学家们设想这个外来天体和地球碰撞了两次,第一次造成地球急速自转,而第二次则让急速的自转减慢。这种巧合更是不可思议。

地球大气中,氧气的比重是21%。如果氧气的比重大于30%,树木就会自行燃烧。如果氧气成分过低,高级动物就无法获得足够的能量。

地壳的厚度必须适中。如果地壳太厚,就不可能进行地壳的循环,无法为地面的生物提供必须的矿物质。如果地壳太薄,地面就会到处是火山。

太阳的大小也必须适中。宇宙中的恒星大多小于太阳。如果太阳和它们一样,地球就必须靠近太阳才能保持液态水。这一后果是,太阳的引力过大,锁定地球的自转,使地球一面永远面向太阳。这样一来,面向太阳的一面就会太热,背向太阳的一面就会太冷。

维持高等生命的必要条件还不只这些。假如每一个条件有10%的可能性成立,同时满足10个条件的概率就是10%的十次方。虽然宇宙中星体数量众多,但由于这一概率微乎其微,能够支持高级生命的星球,依然是凤毛麟角,我们能够拥有地球这个家园,依然是万幸中的万幸。

从这种意义上说,我们的家园,在浩瀚的宇宙中,亦然有着特殊的地位,地球上的生命,也依然是宇宙的佼佼者。如此奇妙的巧合,是小概率事件的偶然出现?还是智慧的刻意安排?当人们看到一个钟表里面的精密机械,人们一定会认为它是工匠的精心设计,而不是偶然的巧合。同样,我们的生存环境,也如同钟表一样精密巧妙,我们为什么要断定它是偶然形成的呢?

更加奇妙的是,地球不但提供了人类生存的最佳环境,而且是探索宇宙的最佳环境。

1919年5月,全日食的出现,让科学家们能够观察到远方星体的光线,在经过太阳附近时出现了弯曲,从而验证了爱因斯坦的广义相对论。月球和太阳的相对距离和相对大小,是产生全日食的关键。太阳比月亮大400倍,但太阳距离地球的距离,也比月亮远400倍,因此月亮的大小,正好能够遮挡住太阳,从而形成完美的全日食。

人类对日冕的研究,也依赖于全日食。日冕是太阳表面的一层热气流。如果月亮太大,日冕就会被月亮遮挡住。如果月亮太小,日冕发出的光,就会淹没在强烈的阳光之中。正是由于对日冕的观察,使人类了解到太阳大气的成分,从而知道太阳上有氢。

太阳在银河系的位置,也恰恰适合人类观察宇宙。如果太阳过于接近银河系的中心,星体的密度就会太大,地球上的夜空就会充满了附近星体和气体的光芒。

在太阳系的众多行星和卫星之中,只有7个存在足够厚的大气层,其中只有地球的大气层是透明的。

地球不但是支持高级生命的最佳环境,同时也恰巧是科学观察的最佳环境。这些到底是巧合,还是刻意的安排?也许,这样巧妙的安排,并不仅仅是为了人类的生存,同时也是为了启发人类的智慧,使他从迷茫中,认识到自己的意义和使命。#

责任编辑:高义

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2017-07-28 3:08 PM
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