除了地球之外,生命是否存在于其他地方是一个紧迫的问题,也许很快就会得到解答。

新书给出了内部人士对宇宙寻找生命的看法

正如天文学家丽莎·卡尔滕内格(LisaKaltenegger)在她的新书《外星地球:宇宙中寻找行星的新科学》中所描述的那样,我们在系外行星上发现的线索可能像生物发光或彩虹色调一样奇怪。

作为卡尔萨根研究所(CSI)所长、艺术与科学学院天文学副教授,卡尔滕内格几十年来一直在寻找其他星球上的生命。在将于4月16日出版的《外星地球》中,她描述了自己的个人和职业历程,以及其他先驱者寻找重大问题答案的历程,其中有一章探讨“生命是什么?”——以及如何才能找到生命的答案。如果我们甚至无法定义它,我们就能识别它吗?

卡尔滕内格在接受《纪事报》采访时谈到了她的书:

您在书中分享了您的个人故事,并将其与科学交织在一起,包括参与系外行星研究的底层。在宇宙中寻找生命有什么魅力让您如此着迷?

当我上大学时,发现了第一颗围绕太阳这样的恒星运行的行星。这很有趣,但我不认为我能成为其中的一部分,因为我来自奥地利一个小国家的一个小镇。作为一名女性,我只是没有看到任何像我一样的人这样做。

但随后,就在这一发现的三年后,我参加了关于该主题的首批小型会议之一。现场人并不多,科学家、教授和学生们就这些悬而未决的问题展开了热烈的讨论,但没人能给出答案。

我记得几位教授说:“我们需要人们来帮助我们回答这些问题——你觉得怎么样?”突然之间,我成为了关于这些新世界的对话的一部分。这是我第一次有这样的印象:我可以参与这项搜索,我实际上可以帮助弄清楚我们在宇宙中是否是孤独的。

这改变了我的世界观:从那次会议回来后,我意识到没有人能回答这些问题,而每个人都可以参与回答这些问题,包括我自己。这就是我进入这个领域的方式。

您涵盖了广泛的科学发现,从如何定义生命的问题到行星表面的巨大变化(从熔岩世界到海洋世界)。当我们寻找有生命的行星时,你认为最重要的目标是什么?

我们需要找到一个改变其星球的生物圈。这就是为什么我在康奈尔大学建立了来自许多不同领域的研究人员网络:卡尔萨根研究所,我在近十年前创立了该研究所。为了成功识别其他世界的生命迹象,我们需要结合许多不同领域的想法。

例如,我的研究团队专注于模拟如何在不同条件下(例如在红日的光下或在被海洋覆盖的世界上)在空气中或类地行星表面发现生命迹象。但要做到这一点,生命的多样性是我们需要添加的另一个关键拼图——就像不同的颜色如何揭示其他世界的生物群一样。

因此,我创建了《生命的颜色目录》,它捕获了越来越多的生命形式,这得益于CSI与康奈尔大学微生物学和土木工程系的同事以及世界各地的同事的鼓舞人心的合作。

如果地球空气中存在一种我只能用生命来解释的气体组合,但我也发现了生命产生的生物色素——完全不同的证据——那么两者结合起来将为另一个世界上的生命提供更有力的理由。

这些只是如何在宇宙中寻找生命这个巨大难题中的两个部分。没有人能够再了解所有的科学;幸运的是,现在有太多东西需要学习。CSI成功地将康奈尔大学各地的思想家联系起来,共同解决这些问题。看到康奈尔大学卡尔·萨根研究所不断发展并将卡尔·萨根的遗产传承到未来,真是令人兴奋。

通过您对地球演化的描述,您指出,要了解其他世界,我们首先必须了解我们自己的世界,反之亦然。我们从其他世界的研究中学到了什么对于理解我们自己的世界很重要?

我们还没有太多数据,但利用詹姆斯·韦伯太空望远镜,第一次有可能探索其他岩石世界——从熔岩世界开始,这些世界非常热,以至于表面的岩石融化,被熔岩海洋覆盖,到可能像我们的世界一样的世界。

研究其他外星地球,其中一些比我们的地球更古老,一些比我们的更年轻,将为我们提供关于地球如何运作以及在其演化的不同阶段是什么过程塑造了像我们这样的行星的重要见解。它甚至可以让我们一睹我们潜在的未来。这些见解甚至可能能够帮助我们在问题在我们的星球上变得严重之前解决它们。