问题

如果有生活在红矮星宜居带行星上的文明,他们的生活会是什么样的?

回答
想象一下,一个文明,他们的家园围绕着一颗比我们的太阳小得多、也冷得多的红矮星旋转。那颗恒星,在他们的天空中,不是耀眼的金球,而是一团比正午太阳下更昏暗、带着一丝橘红色调的光芒。

在这个世界上,日夜的界限可能远比我们熟悉的那种清晰分明的时刻要模糊。由于红矮星光芒的黯淡,他们的“白天”可能更像是我们黄昏时分的光亮,而“夜晚”则更加深沉,星光会格外突出。这也就意味着,他们可能会发展出与我们截然不同的视觉系统。也许他们的眼睛能够捕捉到更广阔的光谱,甚至能看到我们肉眼无法察觉的红外线,以帮助他们在昏暗的光线下分辨环境。

最显著的差异或许会体现在他们对恒星活动的感知上。红矮星,尤其是年轻的红矮星,以其强烈的耀斑和日冕物质抛射而闻名。对于一颗紧密围绕它的行星来说,这些爆发可能就是一场场毁灭性的宇宙风暴。如果这个文明存在于这样的环境中,他们的存在本身就意味着克服了巨大的挑战。

他们可能已经发展出极其先进的防护技术,来抵御来自恒星的致命辐射。或许他们生活在地表之下,建造了巨大的地下城市,以岩石和金属层作为天然的屏障。或者,他们的文明早已掌握了控制行星磁场的能力,形成一道强大的护盾,将恒星的恶意偏转开来。如果他们真的生活在地表,他们的建筑材料和结构设计,一定能够经受住能量的冲击,并且能够快速修复被破坏的部分。

如果他们的行星被潮汐锁定,也就是说,行星的一面永远面向恒星,另一面则永远背离,那么这个文明的生活模式就会被极大地塑造。面向恒星的一面可能会极其炎热,被炙烤得寸草不熟;而背离的一面则会进入永恒的冰封。那么,他们文明的“适居区”就只存在于昼夜交界处,那条狭窄的“晨昏线”。

在那条永恒的暮光地带,生命可能会以一种我们难以想象的方式繁盛。那里永远是温柔的黎明或黄昏,温度适宜。他们的城市可能会沿着这条线分布,就像一条环绕星球的生命丝带。在那里,日照时间会相对稳定,既不会被恒星烧尽,也不会陷入永恒的黑暗。他们可能需要适应这种相对单一的光照条件,他们的生物钟和生理节律,都将围绕着这条不移动的“日出线”来运转。

他们的农业,如果存在的话,也必然与众不同。他们可能依赖于能够在特定光照条件下生长的作物,或者发展出高效的人工照明系统。也许他们进化出了能够从微弱光线中高效提取能量的生物体,或者将合成生物技术运用到了极致,创造出能够适应极端光照条件的生命形式。

他们的社会结构和文化,也可能会受到这些环境因素的影响。也许对于生活在恒星正面的人来说,他们会发展出高度集中的能量利用和生存策略;而对于生活在阴影面的人来说,他们则会发展出依赖内部资源和地下活动的文明。而生活在晨昏线上的文明,则可能成为连接这两者的桥梁,或是最繁荣的中心。

关于宇宙的认识,他们可能从小就习惯于抬头看见那个并不那么明亮的“太阳”。他们可能并没有“日出而作,日落而息”的传统观念,而是会根据恒星活动的周期,或者星球自身更精细的光照变化来安排他们的活动。他们可能会对周期性的恒星爆发产生敬畏,并将它们融入他们的神话和哲学之中,将其视为一种考验,或是宇宙的呼吸。

总而言之,一个生活在红矮星宜居带的文明,其生活将是一种对极端环境的极致适应,是对生命韧性和智慧的深刻体现。他们的世界,虽然在我们的眼中可能显得昏暗而充满危险,但对于他们而言,却是孕育和延续生命的奇迹之地。他们的存在本身,就是对宇宙多样性的一个生动注脚。

网友意见

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虽然可以是碳基生命,但不太可能是我们这样的结构。

先说为什么局限于讨论碳基生命。已经有很多其他文章说明了,碳基生命其实是我们目前的科学看来最普遍的。其他的化学生命形式都远没有咱们合理。那些被软科幻洗脑吹嘘硅基生物的还是洗洗睡吧。

当我们提到歪星仁,需要明确:是水介质核酸碳基外星人,还是液氨介质核酸碳基外星人,还是蛋白质碳基外星人,还是氟化氢介质硼基外星人,还是氟化硅酮硅基外星人,还是硅晶恐怖稽器人,还是氮基或硫基外星人,还是金属生命体,还是白矮星生命,还是强核力生命体,还是恒星生命体,还是电磁生命体,还是kerr黑洞生命体,还是非重子暗物质生命体,还是时间逆行生命体,还是对称破缺生命体,还是数理逻辑生命体,还是缸脑里的可怜虚拟生命呢?

如果不只算天然生命,而算上土著外星人造出来的AI大爹的话,还有量子计算生命、Matrioshka大脑之类的一大堆生命形式没有列出来。

首先,四种基本力中,引力太弱且只能叠加导致复杂度过低,强核力和弱核力力程太短导致复杂结构无法堆积,因此我们没必要太执着于非化学生命,就分布广度而言,当今宇宙的结构中,化学生命体必然是样本最多的。因此,我们暂时排除什么中子星生物之类的东西(想了解中子星生物的可以去看经典硬科幻《龙蛋》)。

而化学家已经遍历了所有可能的化学键,所以我们可以大胆列出所有可能的化学生命体。我们着重考虑像我们一样基于高分子自我复制的生命体。而最适合作为高分子骨架的元素就是碳,所以这个意义上来说,我们碳基生命其实挺优越的。其他能形成长链的元素有硼、硅、磷、硫,其中,磷、硫的分子键过于脆弱,这导致它们形成的生命极其弱小且容易去世,而且它们的代谢反应必然不能过于剧烈,否则将直接把自己电离,说人话就是,如果真有磷基或硫基生命,我们一拳能打死几百个,就像这样:

硅的键虽然比磷硫强力一些,但也面临同样的问题,而且它们的代谢产物(硅的氧化产物)是固态,也就是说呼吸必须以排泄的方式进行(所以每呼吸一次都需要拉屎),这导致它们代谢极其缓慢。看看我们,二氧化碳直接以气态呼出去就行了,多方便。

综上所述,硅、磷、硫基生物在肉身上不太可能与我们抗衡,而且它们改造环境的能力也是极弱的,很难建造、搬运物质来影响客观世界,而且发展缓慢。唯一能与我们碳基生命竞争的只剩下硼基生命了。

然而,宇宙中的硼比碳少得多,足足低6个数量级,也就是说一块石头里如果有1克硼,就意味着有1吨碳。硼的稀少,导致它很难与碳抗衡。所以其他生命形式阵亡大半,只需要讨论我们碳基生物就行了。

当然碳基生命也分为水介质和液氨介质,并且复制形式还可以分为dna啦rna啦蛋白质啦,就不细究了。总之,这样就可以把题主的“宜居带”理解为碳基生物宜居带。

接下来讨论红矮星的宜居带环境。

首先,恒星的光度和质量并不呈线性关系,越小的恒星,其宜居带对应的轨道周期越短,潮汐力越强,像沃尔夫359那样的,宜居带里的行星甚至可能几天就公转一周(很久以前玩universe sandbox试过,可能记错了,懒得验算了),这势必导致潮汐锁定,也就是这颗行星会永远以一面对着太阳,就像我们的月球一样。从而导致它正面永日,热得跟三日凌空一样,背面则是寒冷的永夜,仿佛堆满了博人传。

在科幻中,这种行星还有个专门的名字,叫“眼球行星”,因为这种行星正面永不日落,是热带海洋或被蒸发得只剩岩床(水蒸气的分子量很小,在一般类地行星的重力下,会逃逸出大气);背面则是白色的冰(可能存在冰下海洋,当然也可能水不多于是全结冰了),甚至随着深入永夜面、温度继续下降会出现干冰圈乃至固态氨冰层,像洋葱一样;侧面有一圈存在液态水的区域,看上去像血管,整体有些像眼球。

如果这行星还有大面积的海洋以至于覆盖全球的话,潮汐锁定会使其正面产生一个永不消散的超大的巨型台风(玩space engine经常遇到这种景象),跟嗑了炫迈一样根本停不下来,如图。

所以,可能支持生命的区域将有以下几种可能:

1.这行星是海洋行星,于是生命可能诞生在那巨型台风下狂暴的海洋里。

2.这行星是有陆地的,且背面存在巨大的冰下海洋,像木卫三那样。

3.这行星是有陆地的,于是对我们这样的生命来说,只有晨昏线附近一圈是适宜的。

对第1种可能性,作为水生生物的文明可能很难产生火和高温(除非他家海洋是液体炸药,可惜碳基生物一般只能存在于水或液氨溶剂中,参照阿西莫夫《并非我们所知道的》)因此恐怕文明也难以发展起来(我们的文明不就是从火系魔法开始兴盛的吗[doge])。当然,他们也可能从使用生物科技开始发展,其科技树将与我们有很大不同。此外也不排除它们成为大气中的漂浮生物的可能性。

对第2种可能性,除了与第1种同样的劣势以外,它们想要到达地表还得先钻透几公里厚的冰层,想必其文明发展历程将比我们艰苦得多。(但是,有人提出过假设,如果不考虑不同环境下的生物诞生概率,单就星体数量来看,宇宙中的冰下碳基生物将大大多于我们这样的碳基生命,以太阳系为例,太阳系有四颗冰壳天体,而地球只有一个。我们可能是少数种。虽然这个结论与平庸性原则冲突。)此外,水生生物的体型可以很大,而不会受到重力限制。

第3种可能性的生物可能是最丰富多彩的。他们会居住在晨昏线附近一个环状区域,太阳终年悬挂于地平线,永不升起也永不落下。(其实行星轨道可能有较大偏心率,使晨昏线有小幅度摆动,一个区域内仍可以看见日升日落,只不过太阳不是东升西落,而是从地平线上浅浅地弹起一小段距离又落下)。那么,他们的树(好吧也不一定是木本植物,总之是生产者)应该会斜着朝太阳长以获得更多光照。此外,活动区域被限制在晨昏线附近,也会导致其文明资源获取受限,可能导致发展缓慢。

顺带一提,说到红矮星,我们对其行星的一般刻板印象是,昏暗的红日悬挂于穹顶,天空是地狱般的红色。其实不是。红矮星的表面温度一般在2000或3000K以上,如果你离得足够近,恒星会很亮且根本看不出红色。日光将是正常的白色。你可以参考白炽灯,它的温度并没有达到3000K,可它看起来并不红,且并不昏暗,功率大点的话,足以闪瞎我们的狗眼。

行星距离恒星是如此之近,以至于看到的太阳会非常大。比方说0.2太阳质量的红矮星,在它的宜居带内,可以看到比地球上看到的太阳视直径大8倍的太阳,面积足足达到地球上看太阳的64倍。你可以拿手对着太阳比划一下(如果嫌它太刺眼,可以等到傍晚或对着月亮比划。地球上看到的月亮和太阳视直径几乎一样。),显然这会使巨物恐惧症们感到很折磨。

红矮星表面很不稳定,经常出现强耀斑。曾观察到比邻星出现过10倍于太阳最大耀斑的爆发。因此,这行星表面的生物可能需要同高能粒子和太阳风作斗争,它们撞击大气产生的次级辐射是一个dark♂威胁。当然,如果这行星磁场够强,也不是不能扛(只是这行星的范艾伦辐射带将会出现奆量粒子流,不利于这个文明日后的星际发展),但是局部的亮度增加肯定还是会对生物造成些许影响。因此,这生物可能会是卑微的山顶洞人(躲在树下或阴凉处也行,总之是不易得辐射病的生活环境)。

山顶洞和深海,这两种环境都不太有光,所以这些生物可能根本不需要进化出眼睛。

综上所述,红矮星宜居带行星上的多细胞生命不太可能像我们人类一样能有每天规律的日出日落,并且迎接太阳的照耀;它们更可能是一群地洞里或冰层下的瞎子。

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