如果想要解释为什么至今在其他星球上没有发现生命,科学家需要回答两个重要问题。第一,宇宙中生命产生的频率是多少?第二,统计上来说,一旦生命产生,生命能够持续存在多长时间而不被毁灭?想要回答第一个问题非常困难,因为目前我们只发现一个有生命存在的星球——地球。但是第二个问题似乎更容易得到答案,至少对于地球而言。
有三位天体物理学家试图回答这个问题,他们计算后发现,即使是巨大的陨石撞击地球或者是超新星爆发可能都没法毁灭地球上的全部生命。
牛津大学的斯隆、巴蒂斯塔和哈佛大学的罗布在《论生命在天体物理事件后的恢复力》中估计了毁灭全部地球生命的天体物理事件的几率,比如巨大的小行星撞击地球从而毁灭地球上全部生命。让人感到欣慰的是,这种几率极其微小:这种事件在十亿年间发生一次的几率大约只有一千万分之一。
斯隆感慨道:“我们得到的结论是,一旦生命在宇宙中的某个角落诞生了,几乎不太可能被根除。”换句话说,即使面对着小行星碰撞或者超新星爆炸的威胁,生命也有很大可能延续下去。
值得注意的是,三个天体物理学家研究的并不是人类的命运,在天体物理学家斯隆眼中,人类不过是一个脆弱的物种,极端的天气现象甚至政治军事冲突都有可能毁灭全人类。相反,这三位天体物理学家关心的是有什么可以毁灭地球上全部生命,为了研究这个问题,他们关注的是地球上最坚强的动物——水熊虫。
水熊虫是缓步动物门生物的俗称,它的身体极其微小,有八条腿,最小的水熊虫体长只有50微米,生存在水中。
别看它们缓慢的脚步,皱皱的嘴和圆滚滚的身体,水熊虫有着对于极端环境超强的抵抗力。在西方文化中,它们甚至是顽强抵抗的象征。在极端环境下,它们可以排出自身全部的水分,进入到一种休眠状态。在这种状态下,它们不需要食物和水分。它们可以在接近绝对零度(零下273摄氏度)的低温环境或者一百五十一摄氏度的高温环境中忍受几分钟而安然无恙。
总而言之,你要想知道有什么天体物理事件能够毁灭地球上的全部生命,你需要知道有什么能够杀死水熊虫。
三位天体物理学家斯隆、巴蒂斯塔和罗布考虑了三种可能的天体物理灾害:小行星碰撞(就像是毁灭大部分恐龙的那种碰撞),附近恒星的超新星爆发和高能伽马射线暴。至少在太阳的寿命内,水熊虫是很有可能存活的。无论这三种天体物理灾害中的哪一种发生,对人类无疑都是一个糟糕的结果。
但是它们对于地下或者深海中的生物而言并非那么严重,因为土地和海洋就像是一个保护罩一样保护着它们。海洋的酸化和高能辐射都难以杀死水熊虫,因为厚厚的海洋层可以稀释酸雨或者阻隔高能辐射。
三位科学家计算了能够杀死大洋底层的水熊虫的辐射量,而这辐射量足以将整个大洋都蒸发,所以这三位科学家接着计算有什么宇宙灾害能够产生足够能量,以至于可以将整个海洋的水加热到一百摄氏度。
一颗重量大于1.7千万亿吨的小行星才能产生这么多能量,这大约是灭绝恐龙的那颗小行星的10到1000倍。在太阳系中,目前只发现了十九颗小行星有这么大,除此之外还有几颗矮行星比这个大,比如冥王星,但是这些星体的轨道都不与地球轨道有任何交集。三位科学家还计算了来自太阳系外的小行星击中地球的可能性,十亿年内发生一次碰撞的概率大约为十万分之一。
无论如何,在太阳“熄灭”之前,太阳将会膨胀,将地球包裹在地狱般的火海之中,太阳的终结当然是地球生命的终结,不过在此之前,恐怕宇宙灾难难以将地球上的生命完全毁灭,至少在太阳的寿命内,水熊虫是很有可能存活的。如果水熊虫能够存活,可能还有很多微生物可以存活,而这些都是生命的种子,毕竟从三叶虫到人类也不过几亿年而已。
在历史上,地球至少经历了五次大灭绝,每次灭绝中地球上的大部分物种都永远地消失了,但是总有一些物种在大灭绝中幸存下来,即使是更为严重的灾害,在休眠状态下的某些生物还是能够安然度过。