哈佛天文系主任:100多亿年前,宇宙中曾经到处是生命?

在《宇宙演化纲要》中,100多亿年前的宇宙极早期就出现了生命大爆发。读者最为关心的问题是:在现实宇宙的极早期,究竟有没有生命,这个故事是完全杜撰的吗?事实很可能不是,因为在宇宙大爆炸后一千多万年,可能就已经出现生命化学作用了。
宇宙极早期生命大爆发的设定源自哈佛大学天文学主任阿维·勒布,没错,就是那个说第一个星际来客奥陌陌是外星光帆侦察飞船的激进科学家。原来我还以为他是最近几年才激进起来的,然而在看到他2014年的一篇论文后,才发现勒布先生可能一直都比较激进。按照他这篇论文的逻辑,宇宙极早期阶段很可能会充满生命,那时候的宇宙才是生命真正的乐园。
这篇论文名叫《早期宇宙的宜居时代》,2014年9月9日发表在剑桥大学出版社在线网站上,后面附有网址,可参考。
勒布在论文中指出,从宇宙诞生约1000万年开始,到大约100亿年前,宇宙微波背景的温度从100℃降到了0℃,从而使早期的岩石行星(如果有的话),无论其与母恒星的距离有多大,其表面都会拥有液态水,从而其化学性质是宜居的。正如我在《宇宙演化纲要》中写的:“在宇宙的极古时期,曾经有一段低智生命的黄金岁月。好吧,实际情况是,宇宙生命的盛宴已过,现在只是残羹冷炙而已。”
“宇宙温度下降是个持续的过程,不会上一秒5000度,下一秒就零度了,所以在宇宙的极古时期,有那么三十多亿年,准确说是从大爆炸后一千多万年开始,到大约100亿年前,宇宙的平均温度从100度左右降到了0度。这意味着在这么长一段时期内,宇宙中存在的每一颗行星,其表面温度都让液态水的存在变得可能,就像你用一锅水煮汤圆,无论如何,水的温度肯定就是汤圆表面的温度,这就是所谓的汤圆背景温度。所以这段时期实际是宇宙生命大爆发的时期,《宇宙演化纲要》称之为宇宙极古期生命大爆发,是整个宇宙历史上生命最繁盛的时期,是不是个星球,哪怕就是小行星,甚至气态行星的大气层,只要有水,都有可能演化出生命。”
那么宇宙早期究竟有没有岩石行星呢?我们知道,宇宙大爆炸的时候只产生了氢、氦以及痕量的锂及更为痕量的铍,其它重元素都是在恒星核融合及超新星爆炸,或中子星碰撞中产生的。而超新星爆炸和中子星都需要大质量的恒星,大质量的恒星生命周期又非常短,甚至可以只有一两千万年更或数百万年,在宇宙极早期物质密度远高于现在的情况下,大质量的恒星非常容易形成,因此完全有可能在很早的时期就烹调出大量重元素,并最终在恒星周围形成岩石行星。
勒布在进一步分析了早期宇宙的条件后,认为即使宇宙微波背景温度降到0℃后的100亿年前后的时间段,由于行星内部放射性物质衰变产生的热量及潮汐加热,星球仍可能在较长时间维持适宜生命生存的宜居环境,因而宇宙生命的出现最早可能会在100多亿年前,而生命的化学作用更可能在宇宙刚刚诞生后的1000万年到1700万年就开始了。
是不是石破天惊,让您脑洞大开?《宇宙演化纲要》正是根据勒布的这项研究,爆开脑洞,创造了宇宙极早期生命大爆发这一惊人的概念,描绘了一幅波澜壮阔、气势恢宏的宇宙早期生命演化图景,提出了许多脑洞爆开,令人捧腹却又回味深长的宇宙法则,如宇宙手指假说、文明趋善法则、碳能守恒定律、宇宙熵法则等,这些概念可以说新奇到你的脑洞已经完全不够用了。
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