外星生命可通過潮汐來“對(duì)表”

石無魚

2017年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了研究生物鐘的三位科學(xué)家。

生物鐘之所以重要，在于它對(duì)協(xié)調(diào)生命適應(yīng)環(huán)境方面起著關(guān)鍵作用。有大量證據(jù)表明，生物鐘對(duì)于地球上的高級(jí)生命是必不可少的。沒有生物鐘，很難想象生命是如何進(jìn)化來的。你不妨試想一下，在原始社會(huì)，如果一個(gè)人的生物鐘錯(cuò)亂了，在夜幕降臨之后還四處活動(dòng)，那他多半要被野獸吃掉。

絕大多數(shù)外星球

缺少“對(duì)表”的條件

生物鐘的作用是讓生命活動(dòng)與外界保持同步，這其實(shí)就是一個(gè)校準(zhǔn)的問題。在地球上，校準(zhǔn)是通過跟蹤太陽光線的變化來實(shí)現(xiàn)的。天文學(xué)家推而想之：一個(gè)外星世界，倘若那里永遠(yuǎn)是白晝或黑夜，恐怕是進(jìn)化不出生命來的，因?yàn)橥饨鐩]有東西可供生物鐘校準(zhǔn)。

可是宇宙中具備生命生存條件——允許液態(tài)水存在的太陽系系外行星，絕大多數(shù)永遠(yuǎn)是白晝或黑夜的世界。道理很簡單：在宇宙中，像太陽這樣明亮的恒星畢竟占少數(shù)，大量的恒星則是質(zhì)量更小、溫度更低、亮度更暗的紅矮星和褐矮星。在它們的恒星系統(tǒng)里，行星要讓水保持液態(tài)，得跟恒星靠得很近才行。但是靠得太近又會(huì)引起一個(gè)致命的后果：朝著恒星的一側(cè)所受的引力要遠(yuǎn)大于背著恒星的一側(cè)所受到的引力（兩側(cè)所受引力差叫潮汐力），這一效應(yīng)將會(huì)給行星的自轉(zhuǎn)減速，直至停止，使得行星對(duì)恒星保持一副永恒的“陰陽臉”。就像月球一樣，始終是一個(gè)面對(duì)著地球。這個(gè)現(xiàn)象在天文學(xué)上叫“潮汐鎖定”。

潮汐或許可用于“對(duì)表”

在大部分允許液態(tài)水存在的行星中，潮汐鎖定是很普遍的現(xiàn)象。這種世界一面是永恒的白晝，一面是永恒的黑夜。一面熱火朝天，一面冰天雪地。由兩邊氣溫差引起的颶風(fēng)，呼呼地刮過整個(gè)星球。這樣的世界里對(duì)于生命毋庸置疑是個(gè)地獄。

不過，最近有科學(xué)家提出不同的看法，認(rèn)為即使在那樣一個(gè)世界，生物鐘校準(zhǔn)也是可能的。只要存在大量液態(tài)水，從而形成海洋；而且行星具有橢圓形軌道，那么海水的周期性潮汐運(yùn)動(dòng)可為生物鐘供校準(zhǔn)之用。

造成潮汐運(yùn)動(dòng)的原因則來自行星的橢圓運(yùn)動(dòng)：當(dāng)它與母恒星距離較近時(shí)，由于所受引力更強(qiáng)，更多的海水被吸到朝著恒星的一側(cè)；當(dāng)它距離母恒星較遠(yuǎn)時(shí)，所受引力減弱，海水就退潮了。這樣，隨著行星的周期運(yùn)動(dòng)，周而復(fù)始，形成潮汐。

生活在外星海洋里的生命，可通過潮汐來校準(zhǔn)生物鐘，讓生命活動(dòng)與外界變化保持同步。事實(shí)上有跡象表明，即使在地球上，海洋中的某些魚類和螃蟹，也是通過潮汐而不是通過太陽光線的變化來校準(zhǔn)生物鐘的。

潮汐還有利于生命起源

潮汐也有利于生命的起源。地球生命可能起源于海洋。但長期以來，一個(gè)爭論不休的問題是，如果組成生命的各個(gè)“部件”分散在茫茫大海中，要讓它們聚在一起“組裝”出一個(gè)生命來，概率實(shí)在太小了。用英國天文學(xué)家霍伊爾的話說，相當(dāng)于通過刮一陣颶風(fēng)把一堆飛機(jī)零件組裝出一架飛機(jī)的概率。

但潮汐可以增大生命起源的可能性。當(dāng)潮汐退潮時(shí)，水滯留在地勢低洼的地方，形成許多池塘。池塘里的水蒸發(fā)，生命進(jìn)化所需的化學(xué)物質(zhì)就會(huì)不斷濃縮，這就極大地增加了進(jìn)化出生命的概率。最終，隨著潮汐日夜的流動(dòng)，生命也可能出現(xiàn)在“冰火兩重天”的外星球上了。