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重水,一種喝了沒事,喝多了會掛的液體,有一天也會成為科學(xué)家們茶余飯后的談資。
這一切的轉(zhuǎn)折,都始于歐洲航天局那艘追了彗星十年的探測器——“羅塞塔”號,它在深空旅程中,無意中發(fā)現(xiàn)了一個可能改寫生命起源的大秘密。
被重水包裹的星球
要弄明白羅塞塔號發(fā)現(xiàn)的“逆天秘密”,還得先從我們最熟悉的水說起。
日常用水的水分子好比三胞胎:
兩個氫原子是一起出生的雙胞胎,踮著腳搭在新出生的氧原子兩邊,三個人一起參與著生命活動中的每一個環(huán)節(jié)。
如果把普通水比作活潑的孩子,那重水就是水里的“老干部”,它的兩個氫原子被換成了重量級選手——氘(dāo)。
氘的存在,讓重水比普通水分子重了10%。
重水的沸點比普通水高一點,結(jié)冰比普通水困難一些,連喝起來都帶著點厚重感。
等等,重水能喝嗎?
人確實能喝重水,但這可不是鬧著玩的,家里昨天剛買的礦泉水還沒拆封呢。
重水的本質(zhì)不壞,它本身是沒有毒的,但它的“重”會搗亂。
因為氘原子比普通氫原子“重”一點,所以它在參與生物化學(xué)反應(yīng)時也會慢半拍,如果長期飲用重水就會拖慢細胞代謝的節(jié)奏,導(dǎo)致身體出現(xiàn)各種問題。
更何況,地球上的重水也沒有那么多,人就是想喝也喝不到。
不過,有些星球就不一樣了,人家可能什么都缺,但就是不缺重水。
2014年,當“羅塞塔”號探測器歷經(jīng)十年追逐,終于追上67P彗星這個“臟東西”后,它攜帶的質(zhì)譜儀當時就感覺到了不對,隨后才發(fā)現(xiàn)67P彗星上的重水比例竟然是地球海洋的三倍!
在說重水之前,我們先來說一下67P彗星為啥是“臟東西”?
67P彗星是太陽系里出了名的“邋遢大王”,它表面坑坑洼洼不說,還裹著一層厚厚的泥垢,里面有巖石碎屑、塵埃顆粒和凍結(jié)的冰碴子等等雜質(zhì)。
這個星球的味道也很迷人,這么說吧,大概就是夏天的臭雞蛋再發(fā)酵一個月的味道。
你能想象到這是一種什么味道嗎?反正我已經(jīng)吐了。
如果把67P彗星比喻成人,它大概就是那種從小沒有人管,整天弄得臟兮兮的可憐孩子。
說回彗星上的重水,這個發(fā)現(xiàn)像平地一聲雷,讓一些科學(xué)家炸出了新腦洞。
這些科學(xué)家認為,67P彗星上發(fā)現(xiàn)的重水,是宇宙送來的一張“遠古明信片”,或許能解開地球上的水從哪來的問題?說不定地球上最早的水就是從這顆彗星上批發(fā)的。
但這種觀點過于抽象和荒誕,并未得到大眾的認可。
你想啊,67P彗星上的重水比例比地球水要濃很多,就像一杯加了雙倍糖的奶茶,而地球的水是正常甜度。
要是地球的水真主要來自它,那我們的喝的水早成了“高甜版本”了,而且實驗已經(jīng)證明人類不能長期飲用重水,那是會出人命的。
不過,所有事情都不能說的太絕對,因為羅塞塔號又有新發(fā)現(xiàn)了。
又一顆被重水包圍的星球
羅塞塔號的探測范圍不止于67P彗星,它在追蹤太陽系其他天體時,發(fā)現(xiàn)了一顆名叫“HD189733 b”的行星。
這顆行星表面溫度高達1000℃,大氣壓是地球的百倍,屬于宇宙級高壓鍋之一,要是按照地球的標準,地球上的所有東西都會被這顆行星烤化了,更別說生命了。
但探測器傳回的數(shù)據(jù)讓人很詫異:
“HD189733 b”行星的大氣層里,滿滿的都是重水。
科學(xué)家通過光譜分析發(fā)現(xiàn),這些重水分子不像地球上那樣乖乖站在一邊,它們在高溫高壓下抱成一團,形成了奇怪的分子團。
這些團塊會像病毒一樣復(fù)制自己,有時候還會受到外界影響發(fā)生變異,這豈不是和地球上的生命一樣嗎?
這就好比在火焰山上發(fā)現(xiàn)了清涼臺,完全顛覆了我們對生命的認知。
地球生命依賴普通水存活,可在HD 189733 b行星上,重水反而成了構(gòu)建生命的重要推手,科學(xué)家面面相覷:
“難道宇宙里真有不按地球劇本走的生命?”
我是外星人
要理解這種可能性,我們首先就不能把自己當人,這不是在罵人,而是在跳出地球人的范疇,把自己當成未知生物。
我們總覺得重水有毒,是因為地球生命已經(jīng)用了幾十億年的普通水,普通水中的每一個成分都精準適配了人類的身體,就像穿慣了合腳的運動鞋,突然換上笨重的登山靴自然寸步難行。
但在HD 189733 b這樣的星球上,情況則完全不同。
那里的重水不是“外來者”,而是從行星形成時就存在的“原住民”。
想象一下,如果整個海洋都是重水,那么誕生的生命會把氘原子當成理所當然的存在。
由此看來,如果這個星球上真的有生命,它們的遺傳物質(zhì)可能不是DNA,而是某種用重水搭建的“重核酸”。
這場發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們開始重新思考一個終極問題:生命的定義到底是什么?
如果一群重水分子團能自我復(fù)制、能隨環(huán)境改變,就算沒有細胞結(jié)構(gòu),沒有我們熟悉的新陳代謝等等,難道就不能被稱為生命嗎?
從前科學(xué)家找外星生命,總把液態(tài)水當作首要條件,現(xiàn)在看來,這可能是個嚴重的“地球中心主義”誤區(qū),就像沙漠里暴曬的仙人掌永遠想不到,深海里的魚能靠水生存。
更顛覆的還有人們對生命形式的想象,如果重水可以孕育生命,那它們會是什么模樣?
或許在HD 189733 b的重水云層里,漂浮著像肥皂泡一樣的生命,靠捕捉閃電獲取能量;
它們的"遺傳密碼"可能不是DNA的雙螺旋,而是N重螺旋結(jié)構(gòu),還能用氘原子的強鍵抵抗高溫;
甚至它們的呼吸也和地球上天差地別,吸入的是不知名的黑色氣體,呼出某種我們不認識的重元素化合物。
看到這里,你還不快點感謝地球?
幾十億年前,當彗星和小行星撞擊原始地球時,或許正是因為重水稀少普通水比例多,才讓普通水得以成為生命的舞臺。
就像烘焙蛋糕時,多一點糖少一點糖都會影響最終口感,宇宙似乎給地球調(diào)好了最精妙的水配方。
比起HD 189733 b星球上疑似靠重水生活的生命(有存在可能的話),我們生活在地球上簡直太幸運了。
如今,歐洲航天局已經(jīng)規(guī)劃了新的探測任務(wù),計劃向HD 189733 b發(fā)射更精密的探測器,試圖捕捉那些會復(fù)制的重水分子團。
如果能證實這些團塊確實是某種原始生命,那人類在宇宙中就不再是“孤家寡人”生命的故事也將翻開全新的篇章。
重水能否形成生命?現(xiàn)在還沒有標準答案。
或許在不遠的將來,當孩子們翻開教科書時,會讀到這樣一篇課文:
“在浩瀚無垠的宇宙中,每個生物都有自己的“品牌飲用水”,地球人喝著普通水,HD 189733 b星球上的人喝著重水。”
而這一切的起點,都源于那艘追了彗星十年的探測器,和它偶然撞破的重水與生命起源的關(guān)系。
信息來源:
歐洲“羅塞塔”探測器成功進入彗星軌道
聽說彗星“有點臭”
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