銀河系是一個由數千億個恆星系組成的龐大帝國,太陽系也身處其中,在過去的日子裏,科學家利用多年來對宇宙的觀測數據,為我們描繪出了銀河系的大概模樣。銀河系是一個擁有四條主旋臂的棒旋星系,太陽系就在獵户座旋臂的邊緣位置(如下圖所示)。
從位置上來看,太陽系和銀河系中心之間的距離並不遙遠,大約是26000萬光年的樣子。然而銀河系的恆星並不是均勻分佈的,根據科學家的觀測,離銀河系中心越近的位置,恆星的密度就越高,在銀河系中心區域(就是上圖中最亮的那一部分),恆星的密度高達太陽系所在區域的上百萬倍,因此可以説,從恆星密度的方面來看,我們人類所在的太陽系位於銀河系的“郊區”。
看樣子我們人類被“分配”在銀河系的偏遠貧瘠之地,這是好事還是壞事呢?對於這個問題,科學家這樣解釋:其實這是大大的好事,因為我們人類被“分配”的這個位置,正處於銀河系裏最適合生命存在的區域。下面我們來具體講一下。
恆星並不是想象中的那麼浪漫,從本質上説它們都是一個個巨大的核聚變反應堆,並不是每一顆恆星都像太陽一樣穩定,它們會時不時地有一些大動靜,並向外釋放出強大的能量。與恆星相比,我們的地球只是極為渺小的存在,可以説它們隨便打個噴嚏,也許就會給地球上帶來一場難以想象的災難。
如果人類被“分配”在銀河系中恆星密集的區域,那麼我們將暴露在大量的能量輻射(例如高頻X射線、伽馬射線、輻射激波等)之下,後果如何大家可想而知。除此之外,其他恆星給太陽系造成的引力干擾也是一個極大的危險。
太陽系有三個小天體聚集區域,從內到外小行星帶、柯伊伯帶以及奧特星雲,正常情況下,這些小天體都在太陽引力的約束下有條不紊地運行,假如太陽系向銀河系的中心靠近一點,那麼其他恆星的引力作用就會隨着距離的減小而增大,這會使太陽系內的眾多小天體偏離自己的運行軌道。
難以計數的小天體在太陽系中橫衝直撞,就算地球有木星保護,也難逃被“密集轟炸”的命運,我們人類也很難在地球上生存下去。而如果太陽系向銀河系的中心再靠近一點,地球自身的軌道都將變得很不穩定,一旦形成類似彗星的那種非常狹長的橢圓形軌道,地球就會變成“冰與火的世界”,生命也將蕩然無存。
這樣説起來,那些比太陽系更偏遠貧瘠的恆星系,是不是更加穩定,更加適合生命存在呢?看上去確實是這樣,但我們還要考慮另一個問題。
要形成像地球這樣的岩石行星,需要很多較重的元素(如氧、硅、磷、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂等等),而生命本身也是如此。在宇宙中這些較重的元素通常都是在恆星內部通過核聚變反應生成,並在恆星消亡的時候才會散佈出來,也就是説,只有在恆星密集的區域,才能有足夠的物質,如果某個恆星系距離銀河系的中心太遠,那麼就根本不可能形成岩石行星,生命也就無從談起了。
我們可以看到,生命(至少是像我們一樣的碳基生命)不可能在銀河系中處處存在,只有在離銀河系中心不太近也不太遠的區域,才可能會孕育出生命,我們將銀河系中的這種區域也稱之為“宜居帶”,根據科學家的計算,這個“宜居帶”的範圍從距離銀河系13000光年的位置起,一直延伸到距離銀河系中心35000光年的地方(下圖中的綠色區域)。
可以看到我們的太陽系正好位於這片區域,這也是地球上能夠演化出生命的重要條件之一,因此我們不必抱怨人類被“分配”在銀河系的偏遠貧瘠之地,事實上這是好事,只有在銀河系的“郊區”裏,我們的地球上才可以存在着如此多姿多彩的生命(其中也包括我們人類)。
按照人類文明發展的速度,我們可能只需要100萬年的時間,就可以發展成強大的星際文明,100萬年的時間對人類而言很長,但對於恆星動輒上億年的生命週期來講,卻只是很短的時間。既然在銀河系的“繁華地帶”不可能存在生命,那就意味着這是一片“無人區”,因此可以説,我們人類只需要在銀河系的“郊區”默默發展,當科技水平達到較高的層次以後,再去涉足這片資源豐富的區域也不算遲。
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