在探讨外星文明的过程中,存在一个常见误解,即不少人认为氧气是寻找外星生命的必要条件。实际上,科学家在搜寻外星生物时,并未将氧气列为关键指标。
那么,科学家探寻外星生命所依据的标准究竟是什么呢?
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天文学堪称艰难学科,其观测所能获取的信息量极为有限。这就好比破案,天文学家需从有限的观测数据中寻觅线索。然而,新得出的结论是否合理呢?这就需借助模型思维,将新结论与既有的宇宙模型相互匹配。以当前科学家用于描述宇宙的 ΛCDM 模型为例,它以大爆炸宇宙学为根基,综合宇宙微波背景辐射、宇宙大尺度结构以及宇宙加速膨胀的超新星观测等要素构建而成。
人类最早熟知的宇宙模型是地心说,随后被日心说取代。

几千年来,宇宙模型历经数次重大变革,其演变均与基础物理学的发展紧密相连。同理,寻找外星文明也需要特定模型,其中常用的便是宜居带模型。
宜居带模型涵盖以下关键条件:一是拥有合适且稳定的恒星;二是存在合适的卫星;三是受到大行星的保护;四是具备液态水;五是拥有稳定的大气层;六是存在磁场。仔细审视会发现,该模型中并未提及氧气。
那么,这些条件分别意味着什么呢?
宇宙由众多星系组成,这里所说的星系类似于银河系(并非太阳系)。
若要有生命存在,天体必须处于星系中的适宜位置。以银河系为例,若距离银河系中心过近,生命将难以诞生。因为该区域恒星密度极大,引力超强,辐射强度也极高,况且每个星系中心基本都存在黑洞,其环境之恶劣可想而知但距离也不能太远,地球上的生命属于碳基生命,而宇宙中 99% 以上的物质基本都是氢和氦,依靠这两种元素形成生命不太现实。若距离银河系过远,重元素数量稀少,无法构成复杂的生命形态。所以,存在外星文明的天体应处于银河系的恰当位置。
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同样的道理,在恒星系(如太阳系)中,位置也需恰到好处。
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以太阳系为例,距离太阳最近的水星已被潮汐锁定,大概率是一面朝向太阳,一面背对太阳(实际上,水星是自转 3 周、绕太阳公转 2 周),环境酷热难耐。稍远一些的金星,探测器都难以承受其恶劣环境,生命同样无法诞生。但距离太远也不行,因为缺乏能量来源,太阳光照不到,就无法像地球一样因太阳照耀而生机勃勃。所以,恒星系中也存在一个宜居带。
当然,理想情况是恒星稳定。若恒星个头过大,其寿命会较短,生命还未来得及进化,恒星就已消亡,自然无法孕育外星文明。而恒星个头过小,虽然寿命较长,但光照强度不足。
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因此,恒星的个头不大不小最为适宜。像太阳这样,稳定期长达 100 亿年的恒星,便是极佳选择。
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科学家依据恒星表面温度和质量,将其从大到小分为 O、B、A、F、G、K、M 七大类,每一大类又按表面温度从高到低细分为 0 到 9 十个小类。研究发现,只有 F0~K5 区间的恒星才适宜高等生命生存,而太阳恰好属于 G2,正处于这一范围。
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接下来是卫星的作用。
我们可以设想,若没有月亮,地球将会怎样?首先,地球自转轴会不稳定,出现类似陀螺的晃动。如此一来,地球上将不再有四季之分,气候变得极为恶劣,每隔几十万年就会发生周期性变化,极易导致星球上的生物灭绝。
不稳定的环境极不利于高等生物的演化。地球之所以适宜生命生存,得益于在形成初期,小行星忒亚与地球发生碰撞。碰撞之后,地球产生了 23.5° 的倾角(这才有了四季变化),碰撞产生的碎片形成了如今的月球。月球的引力确保了地球自转轴的稳定,所以卫星对于生命的诞生和发展至关重要。

此外,还需要一颗大行星在合适的距离范围内。地球外围的木星就发挥着重要作用,由于木星的存在,地球较少遭受大质量小行星或陨石的撞击。木星凭借自身强大的引力,使小行星带中的小行星和陨石乖乖待在原位。倘若木星质量稍小,地球将会面临极大危险。若一个天体频繁遭受小行星撞击,高等生命将难以演化。

上述因素都属于外部条件,而天体自身内部也需具备一些基本特质。首先是大气层,它能够锁住温度,减少热量散失,这也是地球昼夜温差较小的原因。
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以火星为例,火星大气极为稀薄,在赤道地区,白天最高温度可达 35℃,夜晚则会降至 - 73℃,如此巨大的温差对生命来说是致命打击。而且,大气层还能阻挡宇宙射线,对于生命而言,连紫外线都难以承受,更别说宇宙射线了。所以,大气层对高等生物的生存至关重要。

除了大气层,恒星会向行星吹送带电物质,若这些物质均匀分布在行星上,行星上的生命将难以存活。而能够抵御这些带电物质的只有行星自身的磁场,地球就拥有地磁场,但其形成原因至今尚未完全研究清楚。火星上没有磁场,这也是前往火星存在诸多危险的原因之一。

以上便是科学家寻找地外生命时所依据的模型。
当然,并非要求所有条件都必须满足,而是尽可能多地符合。因为这些都是目前已知的、不会摧毁生命的基本条件,任何一个条件缺失,对生命来说都可能是致命的。当然,这是基于当前认知所建立的模型,不一定完全正确。
毕竟,我们所掌握的信息、样本以及可依据的资料都非常有限。但不能因为样本稀少,就随意进行毫无根据的猜测,毕竟科幻不等同于科学。
说白了,天文学家也是没有办法,只能用已知(碳基生命)去寻找未知(外星生命),他们不可能抛弃地球上到处存在的碳基生命,转而以其他想象中的未知生命形态(比如说硅基)为标准去寻找外星人。
用已知寻找未知,显然比用未知寻找未知更靠谱。
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