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當(dāng)天文學(xué)遇上生物學(xué):從系外行星到生命起源 版權(quán)信息
- ISBN：9787111691563
- 條形碼：9787111691563 ; 978-7-111-69156-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
當(dāng)天文學(xué)遇上生物學(xué):從系外行星到生命起源 內(nèi)容簡(jiǎn)介
迄今為止，人類孤獨(dú)地生存在浩瀚的宇宙之中。隨著我們發(fā)現(xiàn)的系外行星越來(lái)越多，找到另一個(gè)“地球”指日可待。那些行星上有沒(méi)有生命？抑或我們是專享的存在？本書通過(guò)引人入勝的故事和生動(dòng)細(xì)膩的文筆，揭開(kāi)了天體生物學(xué)的神秘面紗，不僅詳細(xì)梳理了系外行星的探索歷程，而且深入討論了生命的起源這一深?yuàn)W的話題，帶你挑戰(zhàn)一切圍繞宇宙與生命的謎題、思考人與宇宙的關(guān)系。對(duì)于想要了解生命起源和地外文明的讀者來(lái)說(shuō)，本書無(wú)疑是難得的入門佳作。
當(dāng)天文學(xué)遇上生物學(xué):從系外行星到生命起源 目錄
前 言
第1章 不要忽略細(xì)微的“閃耀”11
層次結(jié)構(gòu) 12
彼得??范德坎普16
來(lái)自行星的信號(hào)18
用多普勒效應(yīng)能發(fā)現(xiàn)行星嗎20
絕望的公告22
不是行星也無(wú)妨23
“天馬”劃過(guò)的夜晚24
死亡博士26
第2章 系外行星的真容 29
系外行星的相繼發(fā)現(xiàn) 30
150光年之遙的“太陽(yáng)系”32
星星和我之間——凌星法的出現(xiàn) 34
接近系外行星的真容 38
巨大的蝌蚪41
掌管冥界的星球43
從熱木星到超級(jí)地球 44
從超級(jí)地球到類地行星的多普勒法的運(yùn)用 45
運(yùn)用多普勒法探索超級(jí)地球46
宜居帶 50
戈笛洛克斯和三只熊 53
奇妙的行星54
第3章 探索孕育生命的行星59
有海洋的行星、沒(méi)有海洋的行星61
板塊運(yùn)動(dòng)的作用64
承載生命行星的*大質(zhì)量66
超級(jí)地球能否居住67
尋找地球的孿生兄弟 69
直接觀測(cè) 70
行星的顏色 71
藍(lán)色行星能成為生命的標(biāo)志嗎 74
光譜中的指紋76
使用宇宙通用眼鏡觀測(cè)77
10光年之外的白色云朵和藍(lán)色海洋81
第4章 從宇宙到生命 85
梵蒂岡和天體生物學(xué) 86
自然發(fā)生論的否定和新的生命起源問(wèn)題90
我們是星之子 92
有機(jī)生命 95
宇宙空間的有機(jī)分子 97
隼鳥號(hào)和小行星100
泛種論102
氨基酸的手性 103
專欄 解開(kāi)純手性之謎的關(guān)鍵存在于宇宙中嗎107
米勒實(shí)驗(yàn) 108
第5章 從物質(zhì)到生命 111
生與死之間有界線嗎 113
如何辨別生物化石118
生物和非生物 121
“隧道”的兩端122
生命誕生期123
化學(xué)進(jìn)化 125
碎片世界 133
“自上而下”的研究 137
人工生命的誕生142
試管中的“生物”144
專欄 “制造的”天體生物學(xué) 147
喚醒所有生物的共同祖先 149
使用超嗜熱菌的細(xì)胞工廠 151
祖先曾經(jīng)是常溫菌嗎 152
原生命154
有能量就有生命159
熱液噴口為何如此重要160
整個(gè)巖石裂口曾是原生命164
從曇花一現(xiàn)的生命到能量革命 165
探求*古老生態(tài)系統(tǒng)的印記169
宇宙中生命誕生的軌跡是什么173
第6章 再望星空175
先驅(qū)者的足跡 176
水、甲烷的發(fā)現(xiàn)178
梅洛斯計(jì)劃180
火星生物都能夠被檢測(cè)出來(lái)嗎 182
兩種方法的結(jié)合184
奮起直追 186
系外行星中不可得之物188
食砷生物？189
對(duì)地球外智慧生命的探索 191
智慧生命是否在發(fā)出信號(hào) 193
一個(gè)蛋白質(zhì)也不會(huì)產(chǎn)生 196
結(jié)語(yǔ) 199
展開(kāi)全部
當(dāng)天文學(xué)遇上生物學(xué):從系外行星到生命起源 節(jié)選
假如我們發(fā)現(xiàn)了許多類似地球的行星……我們就不再孤獨(dú)。總有一天，我們會(huì)加入這個(gè)宇宙中智慧生命體的行列。——威廉·博爾基 人們從地球得到啟發(fā)，思考著能夠居住的行星應(yīng)具備的條件，并且注意到了它們應(yīng)該是巖質(zhì)行星、存在于宜居帶內(nèi)。除此之外，還需要有什么樣的條件呢 ? 首先，中央星必須長(zhǎng)久且穩(wěn)定地閃耀著光芒，這光足以促使生命誕生和演化。在過(guò)去的 46 億年間，太陽(yáng)總是能維持著較為穩(wěn)定的核聚變反應(yīng)，并不斷提供能量，見(jiàn)證了生命的長(zhǎng)期演化過(guò)程。 其次，行星軌道必須有小的離心率，使得生命能夠適應(yīng)那里的環(huán)境。如果軌道太扁（離心率大），生物就無(wú)法適應(yīng)。在這一點(diǎn)上，太陽(yáng)系是理想的環(huán)境。幾乎所有的行星都在接近于圓形的軌道上運(yùn)行，所以春夏秋冬都可以從太陽(yáng)那里得到幾乎不變的能量。雖然不知道軌道離心率的適合范圍，但如果地球像彗星一樣，時(shí)而極端接近太陽(yáng)，時(shí)而又遠(yuǎn)離太陽(yáng)，我們也許就會(huì)在半年內(nèi)被燒焦或凍死。 但是，即便行星的中央星長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)光，行星是巖質(zhì)行星，有一個(gè)接近圓形的軌道，并且位于宜居帶，也不能保證那里充滿生命。實(shí)際上火星的軌道半徑（半長(zhǎng)軸）是 1.5AU，在宜居帶范圍內(nèi)（太陽(yáng)系為 0.8 ～ 1.8AU），但火星并不像地球那樣充滿生機(jī)。 為了在浩瀚的宇宙中尋找出生命行星，需要做更細(xì)致的鑒別工作。為了搞清楚這個(gè)問(wèn)題 , 讓我們?cè)倏纯椿鹦前?! 我們先來(lái)審視一下用探測(cè)儀拍攝下來(lái)的火星表面的照片。紅褐色大地上飄舞著塵埃，泛紅的天空陰沉著。這是一片寸草不生的不毛之地。當(dāng)然也沒(méi)有河川和海洋（只看見(jiàn)貌似水流過(guò)的痕跡）。 火星應(yīng)該是宜居帶內(nèi)可能存在液態(tài)水的行星，但沒(méi)有海的存在。這是與地球*大的差異。火星就是一個(gè)不能居住生命（僅從視覺(jué)上推斷）的不毛之地。 一方面，在地球上，從赤道海洋蒸發(fā)的水蒸氣上升，開(kāi)啟了大氣循環(huán)。水蒸氣形成云，降雨滋養(yǎng)著生活在陸地上的植物、動(dòng)物，滋潤(rùn)著森林，維持著生命。而且，地球表面的 70% 被海洋覆蓋，由于海水具有不易變暖或變冷的性質(zhì)，所以海洋就成了巨大的蓄熱體。海洋既是散熱器，也是加熱器。另外，深海 2~3℃的近恒溫冷水與表層水之間進(jìn)行著周期上千年的循環(huán)，能夠很從容地應(yīng)對(duì)變化。即使大氣發(fā)生急劇的變化，海洋也可以根據(jù)過(guò)去的記憶，整體上保持平穩(wěn)的氣候變化。 另一方面，在火星上，巨大的龍卷風(fēng)在干燥的紅色大地上瘋狂地肆虐。沒(méi)有海洋，這恐怕與不存在生物的事實(shí)不無(wú)關(guān)系。那么火星為什么沒(méi)有海洋呢 ? 看了水這種物質(zhì)的相圖就明白了。火星除了平均溫度低至 -40℃外，大氣壓也極低，低至 0.006 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（地球的1/166）。這接近水的三相點(diǎn)（固體、液體和氣體共存的一組溫度和壓強(qiáng)數(shù)值）。所以，即便火星上有水分子，冰融化后也不會(huì)變成水，而是直接變成水蒸氣。這就是火星沒(méi)有海洋的直接理由。的質(zhì)量太小，只有地球的 1/10。 目前尚不清楚火星上有多少冰，但即使火星上有很多冰，如果平均溫度一下子升高，會(huì)形成海洋嗎？ 答案可能是否定的。 隨著氣溫的升高，可能會(huì)有大量的水蒸氣進(jìn)入大氣中。釋放到大氣中的水蒸氣將大氣壓推高，到達(dá)水的三相點(diǎn)以上的狀態(tài)。 這樣，一時(shí)間是可以形成海洋，但這種狀態(tài)很難持續(xù)。原因是，火星的引力太小，水蒸氣會(huì)逃入宇宙空間，火星表面無(wú)法保持足夠的大氣壓，水就又回落到三相點(diǎn)以下。結(jié)果，海洋可能無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定地存在。 總之，火星的質(zhì)量只有地球的 1/10，過(guò)于輕了。同樣道理，只是地球質(zhì)量 1/80 的月球即沒(méi)有水也沒(méi)有大氣。通常，天體越重，大氣的量就能保持越多。 換言之，即便在宜居帶內(nèi)，如果行星沒(méi)有達(dá)到一定的質(zhì)量，也不會(huì)有大氣和水的存在。質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)約為地球的幾分之一。 因此，即使是巖質(zhì)行星，如果不考慮其質(zhì)量的大小，也無(wú)法確定其生命宜居的可能性。
當(dāng)天文學(xué)遇上生物學(xué):從系外行星到生命起源 作者簡(jiǎn)介
瀧澤美奈子，科學(xué)新聞?dòng)浾撸毡究茖W(xué)技術(shù)記者協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，日本文部科學(xué)省科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)審議會(huì)委員。致力于科學(xué)普及工作，曾在電視臺(tái)擔(dān)任科學(xué)解說(shuō)，在大學(xué)進(jìn)行科普演講，在通信社連載面向兒童的科學(xué)報(bào)道。著有《深海的奇跡》《全球變暖后的社會(huì)》《測(cè)量極限大研究》《袖珍插圖物理學(xué)》等科普著作。
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