宇宙奥德赛:穿越银河系
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1.4 如果真有三体人,他们应该是什么样子?

在本节中,我们将介绍一种有可能在比邻星b上生存下来的生物。 这种生物,其实就生活在地球上。

不过严格地说,这其实并不是一种生物,而是一大类生物。这一大类生物被称为“缓步门动物”,俗称“水熊虫”(图1.26)。

图1.26 水熊虫

1773年,德国牧师约翰·歌兹(图1.27)第一个发现了水熊虫的存在。歌兹找到的是一种大概1毫米大小的8条腿的动物。它没有眼睛、耳朵和鼻子,只有一张针管状的嘴。此外,它也没有严格意义上的呼吸系统;事实上,它全身上下都能进行气体交换。

3年后,意大利生物学家拉扎罗·史帕朗札尼(图1.28)对这种动物进行了系统的分类,并把它们称为“缓步门动物”。

迄今为止,人类已经发现了超过1100种水熊虫。绝大多数的水熊虫都以植物或细菌为食,也有极少数的大型水熊虫会去捕食其他的小型水熊虫。据科学家的估计,地球上至少生活着1019只水熊虫。这是什么概念呢?假设有1亿个人,每人每秒能找到1只水熊虫,那么他们要一刻不停地找上300多年,才能把地球上的水熊虫全部找出来。

图1.27 约翰·歌兹

图1.28 拉扎罗·史帕朗札尼

一般而言,水熊虫都喜欢阴暗潮湿的环境。但它们的适应能力极为惊人。即使是最极端、最恐怖的环境,无论是高山之巅还是大海深处,无论是炽热火山还是严寒极地,它们都能生存。2007年,人们甚至用太空飞船把水熊虫送到了外太空;结果,在没有氧气、接近绝对零度、太阳风一直肆虐的真空环境中,一些水熊虫依然顽强地活了下来。

为什么水熊虫会如此厉害呢?答案是,它们有一个非常神奇的技能:它们能像三体人一样,让自己处于“脱水”(更科学的说法是“隐生”)的状态。隐生的时候,水熊虫会缩成一团,排出体内所有的水分,并把自身的新陈代谢降到差不多停止的地步(图1.29)。在此状态下,水熊虫几乎是不死之身。科学家做过实验,发现即使是150℃的热油、-272℃的液氦、比人类致死量高1000倍的辐射以及比地球大气压大6000倍的高压,都无法将处于隐生状态的水熊虫杀死。

水熊虫的隐生如此神奇,那它们能在隐生状态下坚持多久呢?2014年的一篇论文给出了答案。1983年,一支日本的科考队在南极采集了一批苔藓标本。后来,这批苔藓标本被放进了一个-20℃的冰库,多年来一直都无人问津。到了2014年,一些科学家在检查这批冰冻了30多年的苔藓标本时,意外地发现了其中还有两只处于隐生状态的水熊虫。他们把这两只水熊虫命名为“睡美人1号”和“睡美人2号”,并对它们进行了解冻。解冻之后,已经隐生了30多年的“睡美人1号”和“睡美人2号”,竟然还活了下来。

图1.29 正常和隐生状态下的水熊虫

最后,让我们再介绍一个关于水熊虫的研究工作。2017年7月,牛津大学和哈佛大学的3位科学家在《科学报告》杂志上发表了一篇论文,讨论了一个让人脑洞大开的问题:“什么样的灾难事件能让地球上的所有生物全都灭绝?”

在这篇论文里,他们并没有考虑地球上所有的生命,而只是讨论了地球上最难灭绝的生物:水熊虫。道理很简单。前面说过,地球上至少有1019只水熊虫,每一只又都能靠隐生的方式来保持不死之身。显然,如果连水熊虫都灭绝了,其他生物肯定也在劫难逃。

问题在于,怎么才能让强悍异常的水熊虫全部灭绝呢?这篇论文的答案是,要弄干地球上所有的海洋。

这篇论文总共讨论了3种对地球威胁最大的天体物理事件,分别是超新星爆发、伽马射线暴以及小行星撞击地球。

超新星就是在天上新出现的超级亮的星星。本质上,它是大质量恒星死亡以后的一场盛大的葬礼。一颗超新星爆发时的亮度,就足以比肩一个普通星系的总亮度。那什么样的超新星能弄干地球上所有的海洋呢?答案是,与地球相距不超过0.14光年的超新星。但事实上,离我们最近的比邻星也与地球相距4.25光年;而且比邻星的质量很小,死亡以后根本不可能变成一颗超新星。所以超新星爆发根本无法灭绝水熊虫。

伽马射线暴是一种来自天上某个方向的伽马射线在短时间内突然激增,然后又迅速减弱的现象。它是宇宙中最为剧烈、能量也最高的天体物理事件。那什么样的伽马射线暴能弄干地球上所有的海洋呢?答案是,与地球相距不超过42光年的伽马射线暴。但事实上,迄今为止发现的所有伽马射线暴都来自银河系之外;换言之,它们与地球至少相距几十万光年。因此,伽马射线暴也不会让水熊虫灭绝。

至于小行星撞击地球,则是地球面临的来自天上的最大威胁。在6500万年前,正是由于一颗小行星撞上了地球,才造成了恐龙的灭绝。那什么样的小行星撞击能弄干地球上所有的海洋呢?答案是,质量超过17 000亿吨的小行星。迄今为止,人类在太阳系中总共发现了十几颗满足此标准的小行星。但这十几颗小行星全都与地球相距甚远,根本不会跑到地球的周围。这意味着,就连小行星也很难灭绝水熊虫。

这篇论文的最终结论是,水熊虫是不会灭绝的。或许要一直等到太阳老去,像《流浪地球》里说的那样变成一颗吞没地球的红巨星,那时水熊虫才会从地球上消失。

我们已经介绍完了水熊虫,这种拥有不死之身、有可能在比邻星b上生存下去的强悍生物。那么比邻星b到底存不存在生命呢?要想真正地回答这个问题,关键还是要眼见为实。换句话说,得想个办法,到比邻星b上去看一看。

2016年4月12日,英国著名天体物理学家斯蒂芬·霍金与俄罗斯富豪尤里·米尔纳一道,在纽约宣布了“突破摄星”计划的启动。“突破摄星”计划打算花50亿~100亿美元,研发1000艘邮票大小的微型太空飞船(图1.30),然后用地球上的大功率激光器把这些微型飞船加速到光速的20%(图1.31),再让它们飞往比邻星和比邻星b。

要是一切顺利,这些微型太空飞船将花20多年的时间飞到比邻星和比邻星b的周围,然后再花4年多的时间把它们拍到的照片传回地球。如果能够成功,这将成为人类天文史上最大的壮举之一。

不妨畅想一下。如果有朝一日,“突破摄星”计划真的能拍到比邻星b的照片,并且在上面发现长得像水熊虫的三体人,我们就可以理直气壮地告诉它们:“你们才是虫子!”

图1.30 邮票大小的微型太空飞船

图1.31 “突破摄星”计划的构想


(1) 关于恒星光谱,我们已经在《宇宙奥德赛:漫步太阳系》的5.1节做了详细介绍,这里就不再赘述。

(2) 严格地说,坎农提出的分类标准是基于巴尔末吸收线的强度。后来有一个叫塞西莉亚·佩恩的哈佛计算员指出,这其实就是恒星的表面温度。

(3)  X45:用于描述太阳耀斑强度的等级。