五、宇宙之筛
红巨星以超新星爆发的形式又变成了星云,星云还会在引力的作用下重新会聚。如果下次会聚产生的物质团比较大,它还将重新点燃成为恒星;如果质量较小,它就有可能成为一颗不发光的星球:如地球。
我们的太阳系就是这样形成的。中心的这颗星,由于其质量足够大,已经以恒星的形态存在了50亿年,它的外围还有8颗行星、1颗矮行星(冥王星)和无数小行星。这8颗行星可以根据其形态直接分成两类,第一类是水星、金星、地球和火星,它们由固态的岩石构成,外围可能存在少量的气体(水星没有大气),它们统称为类地行星;第二类是木星、土星、天王星和海王星,它们由气体组成,中心可能有固体核,即使有也很小,它们统称为巨行星。
就物质组成来说,像木星这样的巨行星与太阳并没有区别,它们都是由氢和氦组成的。但是类地行星不同,它们的含氢量很小。原因在于它们的质量太小,质量小引力就小,氢气和氦气是宇宙中最轻、最活跃的气体,像地球这样的小行星,其引力根本留不住氢和氦。
地球留不住氢和氦,所以地球有着与巨行星不同的物质组成。我们应该感谢地球的质量小一点,正是因为氢和氦少了,地球上才会有相当高的重元素含量。否则,碳、氢、氧、氮、磷、硫被稀释得可以忽略,根本没有机会组成生命。
然而地球的引力又能太小。水星由于太小,它非但留不住氢,连氮和氧也留不住。地球的引力正好适中,能够留住生命必需的氮和氧。也就是说,宇宙造就了地球这样质量不大不小的星球,还将它放在了离太阳距离适中的位置上。这是生命能够在地球上孕育的最根本原因。地球在40亿年前就在闪电和紫外线的帮助下制造出了生命物质,当时的生命很简单,简单到它们只是一两个分子,都未必有细胞这样的结构。但是它们顽强地在地球上生存了下来,并且开始了漫长的进化征途。
生命的进化是个漫长的过程,这个过程究竟要多长?我们目前的研究对象只有地球,暂时还不能得出整个宇宙的普适理论。但是在对地球生命史的研究中,我们发现了一个奇怪的现象:真正意义上的生物进化并没有花掉40亿年,而只使用了其中大约5亿年,也就是说,生物的进化可以有很高的效率,只是近90%的时间被“浪费”了。这是为什么呢?请看下一讲:《生物大爆炸》。
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时间:2011-02-08 13:06:00