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重水,一种喝了没事,喝多了会挂的液体,有一天也会成为科学家们茶余饭后的谈资。
这一切的转折,都始于欧洲航天局那艘追了彗星十年的探测器——“罗塞塔”号,它在深空旅程中,无意中发现了一个可能改写生命起源的大秘密。
被重水包裹的星球
要弄明白罗塞塔号发现的“逆天秘密”,还得先从我们最熟悉的水说起。
日常用水的水分子好比三胞胎:
两个氢原子是一起出生的双胞胎,踮着脚搭在新出生的氧原子两边,三个人一起参与着生命活动中的每一个环节。
如果把普通水比作活泼的孩子,那重水就是水里的“老干部”,它的两个氢原子被换成了重量级选手——氘(dāo)。
氘的存在,让重水比普通水分子重了10%。
重水的沸点比普通水高一点,结冰比普通水困难一些,连喝起来都带着点厚重感。
等等,重水能喝吗?
人确实能喝重水,但这可不是闹着玩的,家里昨天刚买的矿泉水还没拆封呢。
重水的本质不坏,它本身是没有毒的,但它的“重”会捣乱。
因为氘原子比普通氢原子“重”一点,所以它在参与生物化学反应时也会慢半拍,如果长期饮用重水就会拖慢细胞代谢的节奏,导致身体出现各种问题。
更何况,地球上的重水也没有那么多,人就是想喝也喝不到。
不过,有些星球就不一样了,人家可能什么都缺,但就是不缺重水。
2014年,当“罗塞塔”号探测器历经十年追逐,终于追上67P彗星这个“脏东西”后,它携带的质谱仪当时就感觉到了不对,随后才发现67P彗星上的重水比例竟然是地球海洋的三倍!
在说重水之前,我们先来说一下67P彗星为啥是“脏东西”?
67P彗星是太阳系里出了名的“邋遢大王”,它表面坑坑洼洼不说,还裹着一层厚厚的泥垢,里面有岩石碎屑、尘埃颗粒和冻结的冰碴子等等杂质。
这个星球的味道也很迷人,这么说吧,大概就是夏天的臭鸡蛋再发酵一个月的味道。
你能想象到这是一种什么味道吗?反正我已经吐了。
如果把67P彗星比喻成人,它大概就是那种从小没有人管,整天弄得脏兮兮的可怜孩子。
说回彗星上的重水,这个发现像平地一声雷,让一些科学家炸出了新脑洞。
这些科学家认为,67P彗星上发现的重水,是宇宙送来的一张“远古明信片”,或许能解开地球上的水从哪来的问题?说不定地球上最早的水就是从这颗彗星上批发的。
但这种观点过于抽象和荒诞,并未得到大众的认可。
你想啊,67P彗星上的重水比例比地球水要浓很多,就像一杯加了双倍糖的奶茶,而地球的水是正常甜度。
要是地球的水真主要来自它,那我们的喝的水早成了“高甜版本”了,而且实验已经证明人类不能长期饮用重水,那是会出人命的。
不过,所有事情都不能说的太绝对,因为罗塞塔号又有新发现了。
又一颗被重水包围的星球
罗塞塔号的探测范围不止于67P彗星,它在追踪太阳系其他天体时,发现了一颗名叫“HD189733 b”的行星。
这颗行星表面温度高达1000℃,大气压是地球的百倍,属于宇宙级高压锅之一,要是按照地球的标准,地球上的所有东西都会被这颗行星烤化了,更别说生命了。
但探测器传回的数据让人很诧异:
“HD189733 b”行星的大气层里,满满的都是重水。
科学家通过光谱分析发现,这些重水分子不像地球上那样乖乖站在一边,它们在高温高压下抱成一团,形成了奇怪的分子团。
这些团块会像病毒一样复制自己,有时候还会受到外界影响发生变异,这岂不是和地球上的生命一样吗?
这就好比在火焰山上发现了清凉台,完全颠覆了我们对生命的认知。
地球生命依赖普通水存活,可在HD 189733 b行星上,重水反而成了构建生命的重要推手,科学家面面相觑:
“难道宇宙里真有不按地球剧本走的生命?”
我是外星人
要理解这种可能性,我们首先就不能把自己当人,这不是在骂人,而是在跳出地球人的范畴,把自己当成未知生物。
我们总觉得重水有毒,是因为地球生命已经用了几十亿年的普通水,普通水中的每一个成分都精准适配了人类的身体,就像穿惯了合脚的运动鞋,突然换上笨重的登山靴自然寸步难行。
但在HD 189733 b这样的星球上,情况则完全不同。
那里的重水不是“外来者”,而是从行星形成时就存在的“原住民”。
想象一下,如果整个海洋都是重水,那么诞生的生命会把氘原子当成理所当然的存在。
由此看来,如果这个星球上真的有生命,它们的遗传物质可能不是DNA,而是某种用重水搭建的“重核酸”。
这场发现让科学家们开始重新思考一个终极问题:生命的定义到底是什么?
如果一群重水分子团能自我复制、能随环境改变,就算没有细胞结构,没有我们熟悉的新陈代谢等等,难道就不能被称为生命吗?
从前科学家找外星生命,总把液态水当作首要条件,现在看来,这可能是个严重的“地球中心主义”误区,就像沙漠里暴晒的仙人掌永远想不到,深海里的鱼能靠水生存。
更颠覆的还有人们对生命形式的想象,如果重水可以孕育生命,那它们会是什么模样?
或许在HD 189733 b的重水云层里,漂浮着像肥皂泡一样的生命,靠捕捉闪电获取能量;
它们的"遗传密码"可能不是DNA的双螺旋,而是N重螺旋结构,还能用氘原子的强键抵抗高温;
甚至它们的呼吸也和地球上天差地别,吸入的是不知名的黑色气体,呼出某种我们不认识的重元素化合物。
看到这里,你还不快点感谢地球?
几十亿年前,当彗星和小行星撞击原始地球时,或许正是因为重水稀少普通水比例多,才让普通水得以成为生命的舞台。
就像烘焙蛋糕时,多一点糖少一点糖都会影响最终口感,宇宙似乎给地球调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(有存在可能的话),我们生活在地球上简直太幸运了。
如今,欧洲航天局已经规划了新的探测任务,计划向HD 189733 b发射更精密的探测器,试图捕捉那些会复制的重水分子团。
如果能证实这些团块确实是某种原始生命,那人类在宇宙中就不再是“孤家寡人”生命的故事也将翻开全新的篇章。
重水能否形成生命?现在还没有标准答案。
或许在不远的将来,当孩子们翻开教科书时,会读到这样一篇课文:
“在浩瀚无垠的宇宙中,每个生物都有自己的“品牌饮用水”,地球人喝着普通水,HD 189733 b星球上的人喝着重水。”
而这一切的起点,都源于那艘追了彗星十年的探测器,和它偶然撞破的重水与生命起源的关系。
信息来源:
欧洲“罗塞塔”探测器成功进入彗星轨道
听说彗星“有点臭”
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