圖書君
地球和人類的存在,本身就是一種奇跡。
地球能形成、我們得以誕生在這里的幾率有多大?
著名天文學家卡爾·薩根估算過,10的33次方分之一,即10后接33個0。
這個數(shù)字是什么概念?
《三體》作者劉慈欣說過:“你知道在宇宙中生命誕生的幾率有多大嗎?就像有一堆金屬垃圾,來了個龍卷風把它們卷上天去,然后它掉下來自動組裝成一輛車……所以我們的存在就是一種奇跡,僅僅是活著就很了不起了?!?/p>
我們每個人的存在,都要從137億年前說起。
最初的宇宙無限高溫致密,直到137億年前,“創(chuàng)世大爆炸”發(fā)生,時間、空間和能量出現(xiàn),大量基本粒子涌現(xiàn)出來。
幾十萬年后,宇宙漸漸冷卻,氫和氦等宇宙基本物質(zhì)形成。隨著星系中天體的爆炸,其他元素也逐漸形成,其中就包括構(gòu)建地球生命體基質(zhì)、我們身體里都有的碳元素。
46億年前,一團由灼熱氣體和塵埃構(gòu)成的巨型旋轉(zhuǎn)云,坍縮形成了太陽系。
在太陽這顆年輕的恒星附近,大量塵埃集聚在一起,行星出現(xiàn)了,并逐漸增大自己的體積。
這其中就包括我們的地球,她曾遭受過無數(shù)次較小天體的碰撞,也在這個過程中慢慢獲得了額外的質(zhì)量。
最初地球是一顆熾熱的熔巖星球,但它漸漸冷卻下來并形成了堅實的地殼。地球具有足夠的地心引力,使它能夠保持住含有水蒸氣的氣態(tài)大氣層而不致散逸。
在太陽核心區(qū)域,氫元素經(jīng)由熱核反應鏈轉(zhuǎn)化成氦。這過程讓太陽發(fā)光,還產(chǎn)生了向外的巨大壓力,正好將太陽向內(nèi)的引力抵消掉。因此,太陽維持著一種被稱為“流體靜力平衡”的穩(wěn)定狀態(tài)。
地球的一切都剛剛好,如果地球離太陽更近,地球上的河流和海洋就會沸騰蒸發(fā);如果離太陽太遠,地球?qū)且黄煅┑?。如果地球上的溫度低或高一點,就不會有生命產(chǎn)生了。
地球表面包裹著一層大氣層,臭氧保護我們免受有害輻射的傷害,適中的大氣束縛住適量的太陽能,讓地表溫度保持舒適,在零攝氏度之上,讓水不至于結(jié)冰。
水,地球成功孕育生命的關(guān)鍵。
地球是一個充滿活力的星球,地表上下的地質(zhì)構(gòu)造運動,使年輕的山脈和深溝不斷形成,這些地表特征又慢慢受到河流、降雨和冰凍過程中的水沖刷以及海浪撞擊的影響。
擁有月球?qū)Φ厍騺碚f是幸運的,月球的引力可以穩(wěn)住地球,沒有月球,地球的自轉(zhuǎn)軸就會飄忽不定,天氣也將隨之突變。
月球背面滿是環(huán)形山和撞擊坑,也正是因為它背對著地球,默默代替地球承受了更多的隕星轟擊。
星系聚簇形成了星系團,星系團聚集起來則形成了擁有數(shù)以億計星系的超星系團。
銀河系所在的星系團被稱為本星系群,銀河系只是組成本星系群眾多星系中的一個。
地球是太陽系八大行星之一,而太陽系又僅是銀河系的一部分。
地球之于宇宙,實在是小得超乎想象。
但宇宙絕大部分處在廣袤、寒冷的真空之中,在星際空間永恒的黑夜里。
這顆小小的藍色星球,又是最獨一無二的存在。
地球上的生物史,在整個宇宙里可能都是奇跡。
根據(jù)化石提供的證據(jù),大概40億年前,在原始地球的湖海里就產(chǎn)生了生命。
閃電和太陽輻射的紫外線,分解了原始大氣層中含氫的簡單分子,分解的碎片又自動結(jié)合成越來越復雜的分子。這種早期的化學物質(zhì)溶解在海洋里,形成了一種逐漸復雜的有機液。
直到有一天,偶然出現(xiàn)了一種能夠利用有機液里的其他分子,作為零件粗略地復制自己的分子。
這就是脫氧核糖核酸(DNA),生命的基本組件。
這時的地球,可以說是一個分子的樂園,當時還沒有捕食者。分子們只是在不停地復制、突變和選擇性淘汰。
具有特別功能的分子終于結(jié)合在一起,形成一種分子集體,這就是細胞。
這過程持續(xù)了大概10億年。
若干單細胞組合在一起,初始的多細胞生物體產(chǎn)生了。
大約20億年前,性和繁殖產(chǎn)生了。在此之前,新的生物體只能通過隨機突變進化,這是一個極其緩慢的過程。
性產(chǎn)生后,兩個生物體就能整段交換它們的DNA遺傳密碼,繁殖出大量新個體,進化速度大大加快了。
到了10億年前,海洋里已經(jīng)充滿了簡單的綠色植物,它們制造了大量的分子氧,逐漸改變了原來大量含氫的地球大氣。
雖然我們生存離不開氧氣,但高濃度的氧對沒有保護的有機物也是一種毒藥,大量的原始生物體因為適應不了氧而滅亡。生物慢慢繁衍又消亡,直到比氧溫和得多的氮氣加入,才逐漸形成我們現(xiàn)在呼吸的大氣。
地球大氣層的百分之九十九源自生物。可以說,天空,是用生命換來的。
“寒武紀爆炸”發(fā)生在6億年前,新的物種急劇增加,海洋里充滿了許多不同形態(tài)的生物。
到5億年以前,大量成群結(jié)隊的三葉蟲在海底獵食。現(xiàn)在,三葉蟲已經(jīng)不復存在了,它們已經(jīng)消失了。地球一度有過的動植物,如今已無活著的跡象,只存在于化石里。
當然,現(xiàn)在地球上的各種生物也是過去沒有的。
物種就是這樣的來去匆匆,一閃而過。
寒武紀后的生命進化節(jié)奏大大加快,魚類和脊椎動物誕生了;植物從海里移居到陸地上;昆蟲與兩棲動物誕生;樹和爬行動物出現(xiàn)了;恐龍誕生;哺乳動物出現(xiàn);天空中有了始鳥類;恐龍滅絕;靈長類出現(xiàn)。
在幾百萬年前,原始人類出現(xiàn)了。
在動輒用億年為計量單位的進化時間表里,只花了200萬年就從早期猿人進化到現(xiàn)代人的人類,堪稱進化史上的奇跡。
工具發(fā)明、技術(shù)進步,人類文明開始發(fā)展,人類對于地球的認知,也逐漸從地球是無限的,意識到地球是圓的;再認知到宇宙的存在。中世紀流傳著地心說,再逐漸意識到宇宙并不以地球為中心,更不是為了人類而存在的。我們只是茫茫宇宙里一顆不起眼的微塵。
卡爾·薩根寫道:“我們的星球只是在這被漆黑包裹的宇宙里一粒孤單的微粒而已。我們是如此的不起眼——在這浩瀚之中。”
但就是這樣小小的人類,在短短幾千年中,卻研究起了地球的變遷、宇宙的起源這樣超越自身的終極問題。
這難道不是一件很讓人熱血沸騰的事情嗎?
(四月摘自中國國家地理BOOK微信公眾號)