30.E：宇宙中的生命（练习）

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为了进一步探索

文章

天体生物学

Chyba，C. “在宇宙中寻找生命的新方法。” 天文学（2010 年 5 月）：34。概述了天体生物学和寻找生命的总体情况，并简要讨论了寻找智力的过程。

Dorminey，B. “在太空中寻找生命的新方法。” 天文学（2014 年 6 月）：44。在其他世界寻找光合作用的证据。

McKay、C. 和 Garcia，V. “如何在火星上寻找生命。” 《科学美国人》（2014 年 6 月）：44—49。未来的探测器可以进行实验。

Reed，N. “为什么我们还没有找到另一个地球。” 天文学（2016 年 2 月）：25。在恒星的可居住区域以及我们所处的位置寻找较小的类地行星。

夏皮罗，R. “更简单的生命起源。” 《科学美国人》（2007年6月）：46。关于首先形成什么样的分子，这样生命才能开始的新想法。

辛普森，S. “质疑最古老的生命迹象。” 《科学美国人》（2003年4月）：70。论解释岩石中生物特征的困难以及对其他世界寻找生命的影响。

SETI

钱德勒，D. “对外星人情报的新搜寻。” 天文学（2013年9月）：28。回顾寻找其他文明的各种方法，而不仅仅是无线电波搜索。

克劳福德，我：“他们在哪里？” 《科学美国人》（2000年7月）：38。关于费米悖论及其分辨率，以及银河殖民模型。

Folger，T. “联系人：第二天。” 《科学美国人》（2011 年 1 月）：40—45。记者报道了为准备ET信号所做的努力；解释信息的协议和计划；以及关于活跃的SETI的讨论。

Kuhn、J. 等 “如何用红外光找到 ET。” 天文学（2013年6月）：30。在用外星文明发出的热量来追踪外星文明时。

Lubick，N. “星空之耳。” 《科学美国人》（2002年11月）：42。 SETI 研究员吉尔·塔特的简介。

Nadis，S. “宇宙中潜伏着多少文明？” 天文学（2010 年 4 月）：24。德雷克方程中项的新估计值。

Shostak，S. “美国东部时间快要结束了” 天空与望远镜（2010 年 11 月）：22。很好地总结了目前和拟议为寻找智慧生活所做的努力。

网站

天体生物学

天体生物学网页：http://astrobiology.com/。一个提供良好信息和大量材料的新闻网站。

探索生命的起源：http://exploringorigins.org/index.html。探索起源项目的网站，波士顿科学博物馆多媒体展览的一部分。通过互动时间表探索地球生命的起源，深入了解RNA的作用，“构建” 细胞，并浏览链接以了解有关天体生物学和其他相关信息的更多信息。

天体生物学史：https://astrobiology.nasa.gov/about/... -天体生物学/。作者：马克·考夫曼，在美国宇航局天体生物学网站上。

生活、这里和以后：https://astrobiology.nasa.gov/about/。作者：马克·考夫曼，在美国宇航局天体生物学网站上。

SETI

伯克利 SETI 研究中心：https://seti.berkeley.edu/。加州大学集团已获得一位俄裔美国亿万富翁的1亿美元资助，用于启动 “突破：聆听” 项目，这是在搜索的明星数量和广播频道数量方面向前迈出的重要一步。

费米悖论：http://www.seti.org/seti-institute/p... /fermi-paradox。我们能否独自一人进入银河系，或者更引人注目的是，我们能否成为宇宙中唯一的科技社会？有用的讨论。

行星协会：www.planetary.org/explore/projects/seti/。这个探索倡导组织有几页专门讨论寻找生命的问题。

SETI 研究所：http://www.seti.org。该研究所是寻找宇宙生命的重要组织；该研究所的网站上充斥着有关天体生物学和SETI的信息和视频。

SETI：http://www.skyandtelescope.com/tag/seti/。《天空与望远镜》杂志提供了关于这个话题的好文章。

视频

天体生物学

哥白尼情结：我们在宇宙中特别吗？ : https://www.youtube.com/watch?v=ERp0AHYRm_Q。哥伦比亚大学的卡莱布·沙尔夫（Caleb Scharf）的热门演讲视频（1:18:54）。

边缘生活：地球极端环境中的生命和在宇宙中寻找生命：https://www.youtube.com/watch?v=91JQmTn0SF0。美国宇航局艾姆斯研究中心的林恩·罗斯柴尔德 2009 年非技术讲座视频（1:31:21）。

土星的月亮泰坦：一个有河流、湖泊甚至生命的世界：https://www.youtube.com/watch?v=bbkTJeHoOKY。美国宇航局艾姆斯研究中心的克里斯·麦凯 2011 年演讲视频（1:23:33）。

SETI

艾伦望远镜阵列：探索宇宙大海捞针的最新干草叉：https://www.youtube.com/watch?v=aqsI1HZCgUM。 SETI Institute 的吉尔·塔特在 2013 年发表的热门讲座（1:45:55）。

外星猎人的自白：fora.tv/2009/03/31/seth_Shost... n_Alien_Hunter。2009 年 FORA TV 对塞思·肖斯塔克的采访（36:27）。

寻找地外情报：必然是长期战略：http://www.longnow.org/seminars/0200...term-strategy/。吉尔·塔特在 Long Now 基金会发表的 2004 年演讲（1:21:13）。

搜索星空中的智慧生活：新策略：https://www.youtube.com/watch?v=m9WxW2ktcKU。 SETI 研究所的塞思·肖斯塔克在 2010 年发表的非技术演讲（1:29:58）。

协作小组活动

如果在未来的红色星球任务中检查过的一块来自火星的岩石确实有火星上形成的古代生命的明确迹象，那么你的团队认为这样的发现会对科学和我们对其他地方生活的看法产生什么影响？这样的发现会对你自己的思维产生长期影响吗？
假设我们收到了来自智能文明围绕另一颗恒星的消息。您的团队认为这一发现会带来什么影响？这样的发现会如何影响你自己的思维或个人哲学？
已经收到了来自40光年之外的恒星周围的文明的无线电消息，其中包含（在图片中）有关发送信息的生物的大量信息。美国总统已任命你的小组成立一个高级别委员会，负责建议人类是否应该回应这个信息（这个信息不是特别针对我们的，而是来自像灯塔一样在太空中横扫一圈的信标）。你会如何建议总统？你的小组是否同意你的答案，或者你也有少数派的观点要提出？
如果没有证据表明不明飞行物是外星游客，为什么你的团队认为电视节目、报纸和电影花了这么多时间和精力来宣传不明飞行物是来自其他世界的工艺品的观点？列出原因。谁能通过夸大天空中未知灯光的故事或仅仅编造外星游客已经在这里的故事来获益？
你的团队是否认为科学家应该完全忽略媒体对不明飞行物的所有宣传，还是应该努力回应？如果是，他们应该如何应对？小组中的每个人都同意吗？
假设你的团队正在计划选择地球上最重要的景象和声音来录制并放上下一个星际航天器。你会加入哪些图片（或视频）和声音来向另一个文明代表我们的星球？
假设地球文明已经决定向星空中其他可能的文明广播一条消息，宣布我们的存在。您的团队是一个由科学家、传播专家和人文学科人士组成的大型工作组的成员，负责决定我们信息的形式和内容。你会推荐什么？列出想法。
想想你在电影和电视上看到的与外星人接触的例子。鉴于你在本课中学到了什么，与你的小组讨论这些内容有多现实。联系人是当面（通过旅行）还是使用消息？你为什么认为好莱坞拍了这么多不是基于我们对宇宙的科学理解的节目和电影？
与您的小组一起查看 Drake 方程，然后确定估计值中每个因子的值。（如果你对小组中应该包含什么因素存在分歧，你可以有一份 “少数派报告”。）根据这些因素，你估计现在有多少智能、沟通的文明在我们的银河系中蓬勃发展？

查看问题

哥白尼原理是什么？列出证实这一点的科学发现。
科学家在太阳系（及以外）的哪个地方发现了有机分子的证据？
简要介绍一下现在在你的小手指中的原子的历史，可以追溯到宇宙的起点。
什么是生物标志物？举一些可能的例子，说明我们可能在太阳系之外寻找的生物标志物。
为什么火星和欧罗巴是天体生物学研究的首要目标？
为什么（通过像我们这样的生物）在星空之间旅行很困难？
使用无线电波在生活在不同恒星周围的文明之间进行通信有什么好处？尽可能多地列出。
什么是 “宇宙大海捞针问题”？列出你能想到的尽可能多的组件。
什么是可居住区域？
为什么同时探测大气中的甲烷和氧气可以很好地表明该星球上存在生物圈？
生命有哪两个特征特征可以将其与非生物区分开来？
科学家认为环境需要满足哪三项要求才能被认为是可居住的？
你能说出微生物生命在极端情况下受到挑战并学会了在地球上生存的五种环境条件吗？

思想问题

在宇宙大爆炸之后形成的第一代恒星中，人类有可能吗？为什么或者为什么不呢？
如果我们确实在火星上找到了生命，那么有什么方法可以检查它是否与地球生命分开形成，或者两个行星之间的物质交换是否意味着两种生命形式有共同的起源？
你认为什么样的证据能说服天文学家相信外星飞船已经降落在地球上？
更先进的文明可能想要向其他恒星系统发送信息的原因有哪些？
费米悖论有哪些答案？你能想到一些本章没有讨论的内容吗？
为什么关于地球最早历史的证据如此之少，因此也是我们星球上生命最初开始的时期？
为什么光合作用的发展是生命进化的重要里程碑？
地球上的所有生命都需要阳光吗？
为什么今天在火星表面找不到生命？
在本章中，我们确定了生命的这些特征特征：生命从环境中提取能量，并具有编码和复制信息的手段，以便忠实地复制自身。这个定义是否完全体现了我们所认为的 “生命”？我们的定义怎么会受到陆地环境的偏差？
鉴于没有阳光可以穿透欧罗巴的冰壳，那么什么样的能量可以使某种形式的欧洲生活成为可能？
为什么土星的卫星 Enceladus 是派遣任务的激动人心的地方？
除了以氮为主的大气层之外，土星的卫星泰坦与地球还有什么相似之处？
行星的大气层如何影响其行星系统中可居住区域的宽度？
为什么我们局限于在绕其他恒星运行的行星上寻找生命，而生物圈造成了行星规模的变化？

自己搞清楚

假设天文学家发现了来自一个文明的无线电信息，该文明的行星绕着一颗恒星运行 35 光年。他们的信息鼓励我们发送电台答案，我们决定这样做。假设我们的管理机构需要两年时间来决定是否以及如何回答。当我们的答案到达那里时，他们的管理机构也需要我们两年的时间来为我们制定答案。在我们收到他们的第一条消息多久之后，我们能希望收到他们对我们的回复？（有待进一步思考的问题：沟通开始后，我们是否应该继续等待回复再发送下一条消息？）
行星从太阳接收的光（每平方米行星表面）随着与太阳距离的平方而减少。因此，距离太阳两倍的行星接收到的光 (1/ ^{2) 2} = 0.25 倍 (25%)，而距离太阳三倍的行星接收到的光量是 (1/3) ² = 0.11 倍 (11%)。木星和土星的卫星（与地球相比）接收了多少光，这两个世界的轨道距离太阳的距离是地球的5.2和9.5倍？
把我们的银河系想象成一个直径为 100,000 光年的扁平圆盘。假设我们是1000个文明中的一员，通过磁盘随机分布，对通过无线电波进行通信感兴趣。这样的文明离我们最近的距离有多远（平均）？