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太阳系位于银河系的边缘,那么在银河系的中心区域会不会存在非常多科技高度发达的外星文明组成的联盟? 第1页

  

user avatar   mandelbrot-11 网友的相关建议: 
      

不用指望从星系中心找到大量的生命行星,因为那里不是星系内的宜居带。

我们在谈到宜居带的时候,多数时候是指恒星系(star system)内的宜居带:距离恒星不远也不近,温度刚好能满足液态水的存在。其实,在星系(galaxy)内,也有宜居带这个概念。

要让我们已知的生命形式得以生存,一个相对安静的环境是必不可少的。在星系的中心位置,物质十分密集,频繁的发生各种毁灭性事件(对生命而言),比如星系中心那颗巨型黑洞一边吞噬物质,一边喷吐出强烈的伽马射线;大量的脉冲星不停用高频X射线和伽马射线为刚刚诞生的生命星球消毒;刚诞生的新恒星也向它的邻居发出冲击波;当然还有昙花一现的超新星和一剑封喉的伽马射线暴。

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25 Quasar HD Wallpapers | Backgrounds - Wallpaper Abyss

所以,星系中心绝不是生命的天堂。那么星系边缘的郊区地带呢?

我们已知的生命形式依赖于复杂的化学发应,需要很多复杂化学元素的参与。宇宙中的金属元素(除了氢和氦,其他都算金属元素)都是在恒星内部或超新星爆发中形成的。因此,生命的存在又很大程度上依赖于恒星活动。在一片冷冷清清,无人问津的星云中,我们也不用指望找到生命的存在。

所以,一个能支持生命的恒星系只能存在于星系的特定位置:距离星系中心不太远,也不太近,即不会被毁灭性事件频繁消毒,也能找到足够的金属元素。

从这两个因素来看,银河系的宜居带就是下图中这样一个环形区域,距离星系中心4-10K秒差距(13000 - 33000光年)。

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Galactic habitable zone

不过,千万不要以为太阳系躲在银河系的宜居带中就可以闷声发大财了。生命的演化需要大量的安静时间,任何一点风吹草动都可能引起灭绝事件。比如,如果太阳在星系旋臂中穿越,势必受到旋臂中相对集中的恒星引力干扰,让奥尔特云中的大量陨石冲向太阳系内部,为地球降下灭绝性的火雨风暴。

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We Very Nearly Went The Way Of The Dinosaurs

同时,星系旋臂有相对集中的星际物质,它们能够有效的阻挡太阳风的扩散,造成氢元素在行星大气层聚集,反射太阳辐射,降低地球温度,最终造成雪球地球的灾难性结果。

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snowball Earth - Many Worlds

但是,星系旋臂的作用却是有些争议。有的科学家认为,太阳在银河系中的公转速度恰好和猎户座第三旋臂的速度同步,搭了几十亿年的顺风车。所以,在过去的很长一段时间内,这样的灭绝事件都没有发生。另一些人并不同意,他们认为太阳在约一亿年左右的时间内就会穿越一个旋臂。历史上很多灭绝事件都与之有关。

虽然星系中心并不是寻找生命最有希望的位置,但是我们却仍然应该把搜索外星生命的射电望远镜指向这一方向。这是因为这一方向覆盖了最大的宜居带面积,不仅包括太阳系临近的地区,也包括了银河系中心另一侧的广大区域。

图片来自

The new SETI Initiative: Is there Intelligent Life on Earth?

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关于外星生命的文章往往会引发这样的问题:为什么把生命限制在和地球生命类似的条件下(以水为溶剂的碳基生命)?原因很简单:这是我们目前所知的唯一肯定存在的生命形式。把讨论限定在这个范围内可能会漏掉宇宙中的一些奇葩生命,但是至少是有一定根据的。不过,这一篇文章并没有这么多限制,从星系的宜居带这个角度来说,它只是在讨论基于化学反应和不抗辐射的生命。

如果你想看看对其他可能的生命形式的讨论,请继续阅读:

为什么生命起源一定要有水,不能存在一种外星文明是以液态乙醇什么的为生命之源的吗? - Mandelbrot 的回答 - 知乎 如果发现了外星人,我们可以吃他们吗,就像吃鸡鸭鱼肉一样? - Mandelbrot 的回答 - 知乎
有什么证据可以证明太阳上有碳基生命或硅基生命的存在或是能说明不可能存在? - Mandelbrot 的回答 - 知乎


  

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