金星上面有什么？那里是天堂还是地狱？

金星是太阳系中距离太阳第二近的行星，我们古时将之称为“太白”“启明”“长庚”。你知道金星上是什么样吗？它为什么是金色的？金星上有生命的痕迹吗？

金星是夜空中除月亮以外最亮的自然天体。它与水星一样，都在地球的轨道以内；在太阳系的八大行星中，是离太阳第二近的行星，因此得以在太阳升起前或落下后的一段时间里大展神采。金星在中国古代被称为“太白”，清晨出现在东方天空的时候，被称为“启明”；而黄昏处于天空的西侧时，被称为“长庚”。

启明星升起

幻想的天堂

从我国古人赋予金星的名字中就可以看出，大家对这颗略带黄色的明亮行星存在着美丽的想象。在西方，古罗马人称金星为“维纳斯”，即西方神话故事中的女神。不论是东方还是西方，金星都蒙上了一层浪漫主义色彩。美国科幻小说泰斗阿西莫夫就曾在《幸运之星与金星的海》一书中，设想了覆盖整个金星的海，以及丰富的水生动植物。

阿西莫夫的《幸运之星与金星的海》

这种美丽的遐想在天文学界也存在过相当长的时间。许多天文学家曾对金星上生命的存在寄予厚望。不过人们对于金星的幻想却并不像对水星那样，被各种戏剧性的巧合误导着而得出错误的结论，因为金星在一定程度上是地球名副其实的“姊妹星”。

金星的半径约为6052千米，质量约为4.9×1024千克，均与地球比较接近。此外，金星的公转轨道半径也跟地球的相差较小，这意味着两者的物质组成也很可能是相似的，因为行星的物质组成跟它在行星盘上所处的位置有关，位置相近的行星物质组成也相近。正是金星与地球的种种相似，让天文学家们一度相信，金星与地球有相近的地表环境。

金星与地球大小对比图

事实上，在日心说提出之后，地球的地位从宇宙的中心骤然降为绕太阳旋转的一颗普通行星。这让许多人觉得，地球上生命的存在也是一种普遍的现象。随着对行星的观测和对生命的了解逐渐深入，我们排除了多数行星存在生命的可能性。然而对于金星的幻想却顽强地坚持到了20世纪中叶。

为这种幻想保驾护航的是金星浓密的大气层，它像面纱一样遮住了“女神”的神秘脸庞。它最初被注意到，是在1761年，当年发生了一次著名的金星凌日。俄罗斯科学家罗蒙诺索夫对这次金星凌日进行了观测，发现在凌日开始和结束时（即金星和太阳的边缘看起来相交的时候），相交处附近的光线异常。他认为这是由于金星大气层对阳光折射而造成的。金星大气层阻止了人们对其表面的细致观测，而且恰好可以解释金星明亮的成因之一——行星依靠反射阳光而被我们看到，浓密的大气层使阳光的反射率较高，因而显得比较亮。同时人们想象，由于大气层的反射作用，金星或许并没有因为比地球离太阳近而异常炎热——这给天堂的幻想又增加了一个证据。

詹姆斯库克和查尔斯格林

1769年记载的金星凌日现象

这些幻想的另一个有趣的佐证与金星的自转周期有关，我们通常测定一个行星的自转周期，是依靠对行星上某个地标的观测。可是金星浓密的大气层使得我们不能在金星上找到一个地标，金星大气层本身又没有明显的标志可供我们观察，这给我们对金星自转周期的测定带来不少困难。不过我们人类的想象力岂是这么容易认输的呢？一些人依靠臆想出来的金星地貌对其自转周期进行了“测定”，其中相当一部分的测定结果还集中在24小时（是的，这个熟悉的数字！）附近。这样一来，人们就更浮想联翩了。

对于金星的幻想持续了这样长的时间，人们曾因它心动、兴奋。遗憾的是，随着人们的进一步探测，这些幻想，全都破灭了。

地狱般的现实

1962年，与通过雷达波测定水星自转周期的方法相同，天文学家们也测定了金星的自转周期，结果表明此前对金星自转周期的“测定”结果通通都错了，不光是数值错了，连方向都搞反了。金星是太阳系中唯一一个自转方向与公转方向相反的行星，自转周期约为243天，这也是太阳系行星中自转周期最长的。结合它大约225天的公转周期，我们可以推算出，金星的一个“平均太阳日”大约是117天。这样长的昼夜周期，如果大气保温效果不好的话，金星也难逃水星那般“冰火两重天”的厄运，液态水的稳定存在就更别提了！

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美苏太空竞赛期间，两国曾野心勃勃地对太阳系天体展开了大量的探测——发射探测器自然是最重要的手段。金星拥有这么多的美妙幻想，自然是身价不菲，成为了探测的重要目标之一。苏联曾在对金星的探测中占据了不小的优势，其中数个探测器成功进行了软着陆，为我们传回了大量第一手资料。只可惜金星的环境实在恶劣，我们至今也只对一小部分进行了具体的研究。苏联也被这样的“低性价比”坑得不轻，相比之下，把赌注压在了火星上的美国则收获较多。

几十个探测器的探测结果表明，金星表面的温度高达460摄氏度左右。这应当归功于一位我们熟知的“老朋友”——二氧化碳。令我们每日忧心忡忡的温室效应的罪魁祸首在金星上大展身手了！金星大气中96.5%是二氧化碳，作为对比，地球大气中的二氧化碳比例仅仅为0.04%。要不是因为温室效应，金星很可能不至于因为比地球离太阳更近而过于炎热——因为其大气对阳光的反射率很高——甚至比地球还要凉快。二氧化碳“捂热”了金星，也是金星大气如此稠密的原因之一。

金星浓密的大气层

而且，金星上并非之前说的那样“冰火两重天”，因为根本就没有稍微“凉快”一点的地方或者是时候！不管是白天还是黑夜，不管是赤道还是两极，统统都是火炉！金星的自转轴与公转轴的夹角不到3°，这意味着金星上难以察觉到季节的变化。最重要的仍然是大气，金星表面的大气压强大约有92个地球大气压，大气密度高达67千克/米3（大约是地球表面空气密度的55倍）。尽管金星上的风速很慢，约在2米/秒以下，只能算是微风的水平，但是这样稠密的大气仍然足以飞沙走石。更重要的是，它的传热能力堪称一绝，几乎使整个金星表面变成了一个等温的不折不扣的地狱！

要说金星上的风景呢，那更是给人地狱般的压迫感。金星上有云，可能也有雨，甚至是雪，但别想什么诗情画意！金星上的云是黄色的，主要成分则是硫酸。硫酸云下的雨自然是硫酸雨，这些雨点早在下落过程中就会蒸发殆尽；雪则可能是硫的金属化合物等矿物质凝结而成的。不过这些只是假设，尚未被证实。此外，探测器还发现了闪电活动存在的证据，而且可能十分频繁。金星上天空的色调偏黄色和红色，肉眼看不见太阳；到了夜晚，天空也会泛出淡淡的红光，而且看不见月亮——水星和金星是太阳系仅有的两个没有天然卫星的行星。

金星13、14号探测器传回的金星表面数据

令人窒息的金星

不得不说，金星上一切的一切，都给人一种地狱的即视感。

不懈的求索

寻找地外生命是人类的夙愿。虽然金星的表面环境非常恶劣，但生命存在的希望却并不一定会落空。生命的出现是和环境的演化相辅相成的。物竞天择，适者生存。地球生物的进化使其存在形式更适应地球环境，同时也把地球环境改造成一个更好的家园。既然如此，不同环境孕育的生命形式就可能迥然不同。海底热泉、火山口或是冰天雪地，对于人类来说是地狱般的存在，其附近却也可以发展出繁茂的生物群系。地外生命的存在形式则更可能远超人们想象。

《三体》小说描述的三体人进化出“脱水”的能力以适应“乱纪元”的变幻无常，金星也有可能诞生独特的生命形式。我们不是金星生命，又怎么知道金星不是它们的天堂乐园呢？

抱着这种希望，科学家也从未停止寻找地外生物。只可惜现在的科技还不能让我们随意往返其他行星，自由地探索，只能利用化学物质追踪可能的生命信号。那么如果有一种物质，很难自然产生，生物活动是其唯一已知来源，又不容易在探测的时候和其他物质混淆，我们就可以足不出户，通过光谱的方式探知其他天体的生命情况。磷化氢（PH3）就是这样一种物质。在地球上它总是出现在与人类或微生物活动有关的地方。同时它很容易被氧化为其他物质——只有生命活动源源不断地产生，磷化氢才能以可观的量稳定存在。

金星大气中磷化氢（PH3）

英国卡迪夫大学教授简·格里夫斯和他的同事们就在金星云层中发现了磷化氢。尽管金星表面是“人间炼狱”，其云层却存在温和的环境。而且金星云层呈酸性，这正是产生磷化氢的生物活动所需要的条件。生物化学的初步模型也表明金星大气适合这类生物活动。格里夫斯团队估算了金星云层中的磷化氢含量，分析了气体反应、光化学反应等非生命活动机制，均不能解释金星大气中相对高的磷化氢含量。这可能意味着金星生命的存在。观测还表明磷化氢在金星上只存在于纬度约60°以下，这与中纬度哈德里环流圈（Hadleycirculationcell）——此前科学家设想的生命宜居地带——大致吻合。

哈德里环流圈存在磷化氢示意图

除了磷化氢，还有一些其他证据可能证明生命的存在。如同地球上的雨林可以让地球在太空看起来绿意盎然，如果金星上有生命存在，它们也可能改变金星的颜色。日本的破晓号金星探测器就正监测着金星大气对紫外线的透明度的变化——这可能是生物粒子对金星大气的“染色”。另一方面，对金星地质和气候变化的计算机模拟表明，大概7亿年前，金星表面可能存在液态水，为生命提供宜居环境。很可能在那时金星生命就已经出现，随着地表环境恶化，它们逐渐“移民”到大气中去。当然，这些我们现在都不得而知。

尽管很多迹象指向金星生命的存在，但它们都太过间接。科学家们需要像悬疑推理那样，把这些碎片组合到一起，排除一切不可能，拼成完整的真相。

本文原标题为《金星：天堂还是地狱》，载于《太空探索》杂志2021年第8期。

文/张文军

本文转载自：中国航天报

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