当宇宙诞生后大约十亿年的时候,星系中第一代恒星慢慢死亡,通过超新星爆炸的方式为宇宙带来了大量的重元素,也就是比氢、氦、锂等宇宙早期形成的元素更重的元素。这些元素中包含了构成生命最重要的元素,比如氧和碳等。作为宇宙第一代光子,我在漫长的宇宙旅程中时常看见五彩斑斓的超新星遗迹,这些遗迹是由超新星爆发产生的冲击波和星际物质相互作用所产生的。这些冲击波会电离星际分子,进而产生比如OIII和Halpha等发射线。这就使得这些遗迹的色彩非常鲜艳明亮。所以超新星爆炸不仅是转瞬即逝的烟花,而且这烟花的壮丽会持续百万年的时间。

超新星爆炸产生的重元素被散播到星际空间中的分子团块中,一些富含重元素的分子云的密度达到了所谓的“金斯不稳定性”的极限,进而在引力作用下塌缩为一个个恒星。这第二代的恒星与第一代恒星不同的是,它们富含重元素,而且它们的吸积盘中由于重元素的存在,将产生大量的尘埃,这些尘埃在百万年的时间里面像滚雪球的方式从微米尺度的尘埃颗粒变为毫米尺度,进而成为鹅卵石大小的尺度,最后进一步形成公里尺度的种子行星。这些种子行星的引力使得它可以不断吸附大量的“鹅卵石”大小物体进而快速增长为地球大小的原始行星。这些原始行星的内部可达上千摄氏度,压强可以将水直接挤压到石头里面去,成为水晶。由于行星内部不同深度有不同温度和压强,不同的元素和矿物将在不同深度富集,进而使得行星有壳层结构。像地球一样的行星,其内部是液态铁核。由于铁可以导电,液态铁核在不断旋转中可以产生电场和磁场。行星的磁场可以屏蔽恒星抛射出来的高能粒子,进而保护大气不至于过度电离而被蒸发。
早期形成行星的物质中有一些是含有水分的(以水晶矿物的形式存在),这些水分会通过地壳运动比如火山爆发等形式输送到行星表面,使得行星表面可能拥有液态水。但是由于这些行星通常离恒星较近,在它附近的水分大多已经蒸发,它所吸积的物质所含水分有限,所以这些水不足以形成可以覆盖行星的海洋。在行星形成的过程中,有一些区域的温度适合水凝结为冰,有一些区域太热以至于水分被蒸发为水气,并被电离和吹散。而“冰线”就是划分恒星周围温暖和寒冷区域的这样环形分界线。另外还有一条所谓的“宜居带”,则是适合液态水存在的一条环状区域。在一个行星系统中,如果有一些巨行星,比如木星质量的行星,在冰线以外,那么这些巨行星将可以扰动富含水分的彗星,通过撞击宜居带里面的行星,为这些行星带来大量水分,并形成海洋,可以覆盖大量的陆地。

这样一个在类似太阳的恒星周围的宜居带内类似地球大小的拥有磁场和海洋的星球就这样诞生了。这样的类地行星是否可以产生生命呢?是不是每一颗这样的星球都适合生命的繁衍呢?是否需要月亮一样的卫星来稳定类地行星的自转呢?是否需要木星一样的兄弟行星来为类地行星输送水分呢?这些问题,我还弄不清楚。但我知道在我旅程的尽头将有一颗蓝色星球——地球,它是地球生命和人类的家园。在地球46亿年的历史中,生命出现在地球刚诞生后6亿年左右。如果把地球历史视为一天24小时的话,那么生命就是在凌晨3点左右出现的,而人类在最后一秒才出现。另外,在地球几百万个物种中,只有一个物种拥有了“灵魂”,这是否说明智能生命的稀有呢?所以,在我138亿年的旅程中,我也许将会发现许多的拥有生命的星球,但是也许只有非常少的星球拥有可以进行星际通讯的文明。
无论如何,宇宙的浩大壮丽让我敬畏,同样,生命之复杂和精妙同样令人赞叹。如果说宇宙的美丽和秩序只是出于偶然,那么我的旅行就失去了方向和意义;然而,如果宇宙的秩序和美丽是为了达成造物主的某种目的,那么我的通往蓝色星球的旅程也将因这宏大的宇宙叙事而充满意义。所以,我更愿意相信,宇宙中所有的事情并非完全偶然,偶然中蕴含着必然。




