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地球上生命出现的最大概率值是多少?计算结果告诉你什么是奇迹

时间:2020-04-18 16:50:53

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地球上生命出现的最大概率值是多少?计算结果告诉你什么是奇迹

宇宙很大,大到人类无法想象,但目前除了地球母亲以外,人类尚未在其他星球上发现有生命存在。

可即便是在地球上,生命也不是随随便便就可以出现的,近年发现的一些类地行星上,都没有出现生命迹象,这说明地球上生命的出现并不是一个必然现象,起码是有一定概率的,那么这个概率又有多大呢?可不可以通过计算得出呢?

本文将从生命出现的几个必要条件出发,来计算一下这个概率值。

需要说明的是,因为人类对影响生命出现的因素,了解的并不全面,所以,通过已经确知的几个必要条件,所计算出的结果,只能是一个近似的最大值,真实的数字,可能要比这个结果低上很多很多。

首先,地球上之所以能够出现生命,这几个必要条件是不可或缺的:光,水,碳,除此之外还要有适宜的温度,以及地磁场和大气层的保护。

知道了这些条件,我们就可以进行一个近似计算,来得出这个概率值,不过,对于这些决定生命出现的条件,我们必须要进行量化才可以进行计算,所以,接下来的量化点,是决定以上几个条件的先决条件。

一、地球出现的位置

光是指合适的阳光所提供的能量辐射和温度,那么什么样的光才是适合生命的呢?能量辐射强度不能太强,也不能太弱,太强就会影响生命化合作用的进行,太弱则难以获取足够的能量,因此,生命要想出现,就必须选择在一个与太阳距离合适的位置,也就是现在地球的位置。

这个位置可以说是太阳系内的第一宜居带,那么在这个宜居带内出现一个行星的概率,也就是地球出现的概率有多大呢?

太阳系形成之初是一片星云物质,散漫地分布在空间里,恒星云在最初的收缩过程中形成了太阳和八大行星,而宜居带上的星云质量只占太阳系总质量的0.0003%,换句话说,在太阳形成的过程中,由于其巨大的引力作用,宜居带上不一定有足够的物质存留以形成行星,所以这些物质能够在宜居带上形成行星的概率也仅仅只有0.0003%。

好在,地球出现了,但是这个概率真可谓是十万里挑一了,跟母鸡突然变性为公鸡的概率差不多……

二、太阳正处于壮年期

这时候的太阳稳定、安全,不会发生大规模的变化,这是地球上能出现生命的决定性因素,如果太阳不稳定,即便地球上的环境适宜,抑或反过来,都不可能出现生命。

而这种稳定期在太阳的整个生命周期中占比大约为90%,也就是说,生命的运气如果不是太差,会有十分之九的概率出现在太阳稳定期,再加上地球恰巧形成的概率,这个数字是0.00027%,也就是90%0.0003%=0.00027%。

终于比母鸡变性的概率低了。

三、地磁场的存在

地磁场是地球的隐形保护层,对生命的出现至关重要,即便是现在的太阳十分适宜生存,地球的位置也很合适,可那只是说太阳所提供的能量和温度刚刚好,如果没有地磁场,太阳辐射还是会杀死地球上的所有生命,地磁可以阻挡大部分辐射,所以生命才能安全的进化。

地磁的产生目前还不知道确切原因,一个普遍被接受的解释是其与地球内部的液态铁有关,如果地球内部没有铁,那么地磁场就极有可能不会产生,而地球内部出现铁的概率,也可以近似为地磁产生的概率。

地球上现在虽然有100多种元素,但在一开始,其实地球只有几种元素,后来的这些元素基本来自外来陨石,而一个行星要么是氦氮为主的气态行星,要么就是重元素岩石质行星,地球就是后者,无论如何,地球内部几乎全是铁的概率实际上非常低,这种情况抛弃了元素表上的117种元素,只选择了铁,因此这个概率近似为1/118。

算上之前的0.00027%,目前为止生命出现的概率为0.00027%1/118=0.00000229%。

这个概率,比买大多数彩票中一等奖的概率还要低了。

四、碳的存在

碳是地球碳基生命出现的基础,但其实一开始地球上的碳十分匮乏,科学研究发现,地球上的碳可能来自于一个地外含碳流星的撞击。其实,地球自出现以来每天都会被大量陨石击中,直到今天也是,说不定现在我们的头顶上,就有好多颗陨石落下,只不过它们大多数太小了,要么在通过大气层时燃烧殆尽,要么都落入了面积比陆地要大得多的海洋,所以人们很难发现陨石。

陨石撞击地球是必然情况,但陨石中含有什么物质就是概率性事件了,与上一条相似,这颗巨大的流星带来碳的概率也近似为1/118,我们在0.00000229%的基础上再乘以1/118,结果为0.00000002%。

对数字没概念?翻译成汉语就是五十亿分之一的概率。

这样一个数字,只是粗略的、不全面的、近似的量化了地球上出现生命的先决条件后,得出的结果。那么,地球获得了五十亿分之一的幸运,生命就能按部就班的慢慢出现了吗?

当然不是,在生命出现的过程中,还要经历各种各样的考验,其中的变量复杂到难以想象,所以,本文所推算的概率,只是地球上出现生命的最大概率值,实际数值要远远小于这个数字。

也许这样一个接近于0的数字,只有放到宇宙这无边无际的体量中,才可以放大出那么一点点的效果,所以生命的出现,并进一步进化出了人类这样的智慧体,本来就是奇迹。

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