地外生命概述PPT学习教案

1、会计学1地外生命概述地外生命概述生命的诞生和演化第1页/共53页人类从哪里来？ 我们都产生于几十亿年前的一颗恒星的核心。 也曾经是恐龙身上的一部分。第2页/共53页我们是唯一的吗？第3页/共53页一、寻找太阳系内的生命二、地外生命存在可能性的探讨三、飞碟之谜四、搜寻地外智慧生命（SETI）五、寻找太阳系外的行星系统第4页/共53页 地球诞生于46亿年之前，诞生时温度较高，大气中的氧气也很少。 几亿年后，逐渐冷却，形成地壳；大气中的水汽凝结变为雨水，形成海洋；变成了氧气和氢气；变成适于生命诞生和存活的星球。一、寻找太阳系内的生命 1，人类的家园地球第5页/共53页地球表面70.8%的海洋使它成为

2、美丽的“蓝色水球”第6页/共53页 地球离太阳距离适中，阳光适中，不太冷，不太热，为各种生命的存活提供了基本条件。其它行星都不具备这个条件。 地球质量适中，能够维持住海洋和大气层。 水是生命孕育和发展的必要条件，地球上的水资源十分丰富，地球引力阻止了水蒸气逃离地球。我们为什么恰好生活在这样一颗星球？第7页/共53页第8页/共53页第9页/共53页第10页/共53页 彗星主要由水、氨、甲烷、氰、氮、二氧化碳、甲基氨的分子组成。 彗星瓦解后散落在轨道上的碎片闯入地球大气形成流星雨，落到地面成为陨石。 19世纪，开始研究陨石的成分。分析1838年降落在南非的陨石后，发现其中确实含有氨基酸、核酸盐、碳

3、氢化合物。3，地球上的生命来自彗星和陨石吗？第11页/共53页第12页/共53页第13页/共53页太阳系的空间探测没有发现其它行星和卫星有肉眼可见的动植物。 水星是所有行星中表面温差最大的，向阳面的温度最高时可达连锡和铅都会熔化的摄氏430度。但背阳面的温度可降到摄氏零下160度。很难有生命存在。4，寻找太阳系内的生命第14页/共53页第15页/共53页 退而研究行星和卫星的环境，如有没有水、大气及其成分等。 探测到火星表面在历史上有水的证据，还发现火星南极有大量氢分子，间接地表明那里有冰冻水的存在。 土星的第六个卫星，木星的第二个卫星被探有大气层，认为具有地球类似的演化历史，可能孕育生命。

4、在太阳系行星及卫星上寻找水和大气第16页/共53页 “惠更斯”探土卫六 “惠更斯”探测器于2005年1月14日到达泰坦的表面。发回第一批350多幅照片。 证实关于土卫六上具有甲烷河流的猜想； 大气浓度约是地球大气的1.5倍； 最上面是一层薄薄的岩石外壳； 底部有侵蚀的痕迹，曾遭到过河流的冲刷； 时速为 24千米的风存在； 非常类似于46亿年前的早期地球。 第17页/共53页第18页/共53页第19页/共53页第20页/共53页第21页/共53页第22页/共53页第23页/共53页第24页/共53页第25页/共53页1、宇宙中的有机分子 生命进化：由低级生物进化到高级生命；由无生命物质转化为生命

5、物质。 射电观测发现来自银河系内外的星际分子共100多种，构成地球生物的基本元素在宇宙空间的各个方向都有。 星际分子大多数由氢、氧、碳、氮、硫、硅6种元素组成。前4种元素是组成生命单元细胞的蛋白质和DNA的最基本的元素。二，地外生命存在可能性的探讨第26页/共53页 星际空间有大量有机分子，说明构成生命的基本物质到处可见。 发现这些构成生命的基本物质并不等于发现了地球之外的生命。因为生命的存在和发展需要适宜的外界自然环境，如适宜的温度、液态水、大气、光和热等。第27页/共53页2、“类地行星”的估计 生命的孕育需要长期稳定：地球年龄为46亿年，30亿年时出现有细胞核的细胞，7亿年前，出现多细胞

6、生物，3500万年前才出现类人猿，人类的文明史才有5000多年，而发达的高科技时代更是近百年的事。从孕育生命到发展成文明社会需要几十亿年的时间。 只有类太阳恒星主宰的行星系统才能提供长期稳定的条件。如果恒星质量太大，演化太快。第28页/共53页 银河系千亿颗恒星中约有40亿颗与太阳质量和温度差不多，且有行星系统的恒星； 它们的行星系统中也有可能有一颗和地球差不多的行星，即“类地行星”。只有老年“类地行星”则可能有生命，但也可能因“恐龙灭绝”式的灾难而毁灭。 文明社会也是有寿命的，最长的也会随恒星的演化为红巨星的时候毁灭。第29页/共53页 Rs恒星诞生率；fp有行星系统的恒星概率；n适合生命居

7、住的行星数；f1可居住生命并出现生命的行星概率； fi出现智慧生命的概率；fc能进行星际通讯的概率；L为文明社会寿命。 预计有智慧生命的星球有10万1000万个。LfffnfRNcips13，文明社会的计算公式（美国德雷克）第30页/共53页 如果有众多的文明星球，可能有比我们的科学技术更先进的。他们有能力与地球人类联系，可能乘坐“飞碟”来地球。 “飞碟”是人们发现的一些在空中飞行的形似碟子一样的不明飞行物（UFO）。最初报导在1974年，有几个直径有30多米，碟子形状的怪物在天上飞行。 甚至有人宣称看到了“宇宙人”、“曾被宇宙人抓去”等等。三、飞碟之谜第31页/共53页 2002年7月30日

8、晚10点半左右，一个神秘的发光体掠过江苏、河南、陕西、四川、重庆等地的天空。目击者很多，描述非常相似：飞得很高，很大，速度并不快，呈扇形；持续两三分钟到十几分钟。 判断：高度在500千米以上，远比飞机的速度快，外形很像一只向外喷射物质的空间飞行器。1，不明飞行物（UFO）的报道第32页/共53页 1974年11月17日丹麦人劳尔森拍摄的不明飞行物照片（左图）。 研究表明，许多不明飞行物为气象气球、陨星、行星以及飞机着陆时的指示灯，及某些气象现象。有些飞碟现象是由电离了的空气所形成的明亮的等离子体组成，它们是电晕放电造成的。有些关于飞碟的报道则是有意编造出来的骗局。 第33页/共53页 恒星的行

9、星如果有智能生物，要到地球来拜访，即使是近处的，飞碟速度也接近光速，也要经过4.3100年才能到达。 天文学家探测过近处的恒星（100PC）没有发现那里有文明社会存在。 有人说看见了乘飞碟来地球的外星人，但总是回避和人类见面，不可信的。能坐飞船到地球，其科技水平远远超过我们，还怕与人类交流？2，飞碟是外星人乘坐的飞船吗？第34页/共53页四，搜寻地外智慧生命（SETI）国际宇航科学院成立了“搜寻地外智慧生命” 的专门的委员会，把搜寻地外智 慧生命有关的各种活动纳入了科 学的轨道。简称SETI。 1959先驱性的论文：德雷克提 出在1420兆赫附近搜寻地外文明 的建议，得到了强烈的反映。成 为S

10、ETI科学的第一块里程碑。第35页/共53页 射电望远镜的发展已具备接收来自宇宙空间微弱的电波信号，装备电波发射设备后，将成为有很强的空间通讯设备。 进行宇宙通讯必需选择理想的频率窗口。选用的频率是能穿过地球的电离层，也能穿过地外文明所居住的星球的大气层。1、宇宙通讯第36页/共53页 在1400兆赫频率附近，天空背景噪音很小，只有50K，而在300兆赫附近，背景噪音则高达300K。 1400兆赫附近的21厘米和18厘米波长成为进行宇宙星际通讯理想的频率窗口。21厘米是中性氢谱线(H)，18厘米是氢氧基谱线(HO)。所以这个频率范围称为“水洞”。最佳的通讯频段：水洞第37页/共53页 1960

11、年奥兹玛计划是第一次有计划地搜寻地外文明。使用美国国立射电天文台25米射电望远镜，在21厘米波段，对两颗最可能存在智能生物的波江座星和鲸鱼座星作了监测，累计达200小时，没有检测到外星人发来的信号。2，奥兹玛计划第38页/共53页 第二期奥兹玛计划 改用两台口径较大的射电望远镜，仍在21厘米波段上，对660颗离我们较近的类太阳恒星进行监测，也没有得到结果。 “高分辨率微波巡视”计划 改用阿雷西博305米的射电望远镜，对100光年以内的800-1000颗类太阳恒星进行监测，结果还是一无所获。第39页/共53页 “赛克洛普斯星际通讯相位阵”示意图 没有获得经费支持，未能实现第40页/共53页 目前

12、，载入星际航行不可能。恒星遥远、生命有限和飞船的速度和燃料限制等； 不载人飞船可以离开太阳系，20世纪70年代美国在“先驱者”10号、11号探测器携带一封向宇宙人致意的信件。信写在铝板上，几亿年也不会变形和变质。 “旅行者”1号和2号带着可以播放两个小时的关于“地球之音”的唱片。唱片是用喷金的铜制成的，经久不坏。 3，拜访地外文明社会第41页/共53页 “先驱者”号飞船携带的表征人类文明的图形第42页/共53页 把无线电能量集中在一个很小的束中发射出，可使发射功率提高一百万倍以上。 1974年，用阿雷西博射电望远镜向武仙座M13球状星团发射信息。 这份电报是要告诉“武仙座”的智能生物，关于太阳

13、系、地球、和地球人的一些信息。 电报以光速传播，达到目的地要2.4万年，如果真的收到后立即给我们回电，地球人要在4.8万年以后才能收到。4，向武仙座M13球状星团发射信息第43页/共53页 银河系中，有多少像我们太阳系差不多的恒星行星系统？有多少具有像地球一样条件的行星？这成为寻找地外文明的关键所在。 寻找银河系中的行星系统主要有两个方法： 直接获得恒星和它的行星的图象，很困难，必须用特大光学望远镜； 间接的方法，检测出行星系统对恒星的影响。五、寻找太阳系外的行星系统第44页/共53页 太阳系外的行星距离遥远，又处在光芒四射的恒星附近，要想直接观测到它们是非常困难。 通常是通过间接的方法推断太阳系外行星的存在，即检测行星对中心恒星所产生的影响来判断行星的存在。 细心地观测和调查了太阳系周围17光年以内的49颗恒星的情况，没有发现这些恒星的行星系统。1，太阳系附近的搜索第45页/共53页1982年对毫秒脉冲星的观测发现毫秒脉冲星PSR1257+12的两个行星的系统。后来确认，是3颗行星，成为人类最先发现的太阳系外行星系统。2，脉冲星观测 捷足先登第46页/共53