科学家们(生物学家,化学家,天文学家和天体生物学家)并没有坚持生命一定需要水,题主太小看他们的想象力了。

首先来看看水为什么对于生命来说十分重要。
我们所认识的生命的基础是各种复杂的生物化学反应。
为了让各种物质能够充分接触,高效地参与反应,把它们溶解在某种液态溶剂中是一个理想的选择。
此外,把物质溶解在液体中,也是在生物体内运输物质的便利途径。
而其中,水无疑是一种十分理想的溶剂。
水分子由一个氧原子和两个氢原子构成。
两个氢原子与氧原子的连线夹角是104.5度。
这样,水分子就有了极性:氧原子的一侧形成了水分子的负极,两个氢原子形成了水分子的正极。
正极可以吸引负离子,负极可以吸引正离子。
这个特性让水有了十分优秀的溶解能力。
氢和氧在宇宙中都是含量十分丰富的元素,所以水在宇宙中并不少见。
真正稀罕的是液态水存在的条件:不能太热,也不能太冷。
它只能存在于恒星系内的宜居带(Goldilock Zone)。
天文学家热衷于在太阳系外行星寻找水的另一个重要原因是:在我们目前认识的宇宙中的生命形式当中,100%都是以水为溶剂的。
然而,水的缺点也很明显。
固态的水(冰)反射率很高。
一旦行星表面形成了一定规模的冰盖,它就会把大部分恒星辐射的能量反射回去,减少行星的能量供给,导致温度继续下降,冰盖继续扩展。
这就是地球上反复发生冰川期,甚至几次形成全球冰封的原因。
除了氢和氧,宇宙中其他含量较高的元素包括:氦,碳,氖,铁,氮,硅,镁和硫。
下图是银河系中主要化学元素的丰度(单位是百万分之一)。
以这些元素为原料,宇宙会大量产生其他具有一定溶解能力的液态物质。
我们来看几个例子。
1. 氨(NH3)
和水一样,氨也是一种含量十分丰富的物质。
它的化学性质也和水非常相似。
氨对有机物的溶解性甚至比水还好,而且,它还能溶解很多金属单质,如除了铍以外的碱金属和碱土金属。
此外,很多与水有关的有机物(如带有羟基OH的醇类)和与氨有关的有机物(如带有氨基NH2的胺类)具有一一对应的关系。
然而,氨也有它的弱点。
首先,氨分子之间的氢键强度比水弱得多,所以氨蒸发时吸收的热量只有水的一半,而且氨的表面张力只有水的1/3。
所以,氨的融点比水低很多:在一个大气压下,液态氨存在的温度范围是零下78到零下33摄氏度。

在这个温度下,化学反应速度十分缓慢,所以,生活在液氨中的生物新陈代谢和进化的速度都应该比地球生物慢得多。
不过,在较高的压强下,氨的融点和沸点都可以相应提高。
比如,在60个大气压下,液态氨可以在零下77摄氏度到零上93度范围内存在。
这倒是一个比较理想的温度范围,不过,能达到这个气压的行星恐怕很少。
氢键太弱也导致了另一个缺点:液氨不能像水一样和没有极性的有机分子发生疏水反应。
疏水反应这对很多地球生物,尤其是动物,是非常重要的。
如果没有这样的机制,像细胞膜这样的结构就无法稳定存在了。
细胞膜主要由两层磷脂分子构成。
磷脂分子的亲水端向外,疏水端向内,构成细胞膜的骨架。
对于这个结构至关重要的是水和磷脂分子之间的疏水反应。
显然,在缺乏疏水反应的液氨环境中,生物无法具备细胞膜这种有效隔离同时又能保证物质运输畅通的理想结构。
疏水反应的另一个重要作用是,在生命发展的早期阶段,具有疏水性的有机分子会聚集成团,然后逐渐发展出能够自我复制的复杂分子,如DNA。
而在液氨环境中,这个过程也变得十分困难了。
所以,在液氨环境中,我们所认识的很多生物机制都无法运转。
如果液氨中能孕育生命的话,它们应该会走上一条和我们完全不同的道路。
下图是一个液氨环境的生命星球的艺术想象图。
2. 甲烷和其他碳氢化合物
甲烷分子包含1个碳原子和4个氢原子。
碳和氢都是宇宙中丰度很高的元素,所以甲烷含量也不低。
比如,土卫六(泰坦)就包裹着以甲烷含量很高的厚实的大气层,并且表面布满了甲烷湖泊和海洋。
然而,和水相比,甲烷的溶解能力就差了很多。
甲烷分子没有极性,和水相比,溶解能力弱得多。
像油或者脂肪这样的脂质可以少量溶解在液态甲烷中。
所以,严格来说,基于液态甲烷的生命并非完全不可能,只是要困难得多。
为了让其他的有机分子参加生化反应,这些分子必须被连接在油脂分子上。
而且,在甲烷世界中的生命活动将会十分迟缓。
以甲烷或其他碳氢化合物为溶剂的生命形式可能性不太大,但是并非绝对没有。
天体生物学家克里斯·麦凯( Chris McKay )甚至认为,土卫六上可能就有生命。
他认为,如果土卫六上面有生命的话,它们应该需要把复杂的碳氢化合物(如乙烷或乙炔)降解成简单碳氢化合物(如甲烷),从中获得能量。
这个过程需要消耗氢气(H2)。
对这种假想中的土卫六生命来说,乙烷或乙炔相当于我们的葡萄糖,而氢气相当于我们的氧气。

而对土卫六发现,大气层下层的氢气和乙炔含量比上层低,这表明在大气层下层中发生着某种消耗这两种物质的反应。
这似乎在证明土卫六表面有生命活动的假设。
3. 氟化氢(HF)
氟化氢和水比较相似,它的分子具有极性,溶解能力很好。
在一个大气压下,氟化氢在零下84摄氏度到零上19摄氏度保持液态,这是一个大约100摄氏度的范围。
而且,氟化氢分子之间也有很好的氢键。
虽然对地球生物来说,氟化氢是有毒的,但是有的有机物却可以在氟化氢中稳定存在。
然而,遗憾的是,氟化氢在宇宙中含量很少(因为氟元素丰度就很低)。
4. 硫化氢(H2S)
从分子式可以看出,硫化氢和水的分子结构十分相似,只是把氧原子换成了同族的硫原子。
然而,硫化氢分子的极性比水小,所以它对无机物的溶解能力也相对较弱。
如果一个行星表面有大量液态硫化氢的话,一个可能的来源是火山。
在这种情况下,火山可能也会产生一些氟化氢。
在硫化氢中混入氟化氢可以有效提高它对矿物质的溶解能力。
居住在硫化氢环境中的植物可能从一氧化碳和二氧化碳得到碳,并释放出一氧化硫(相当于我们的氧气)。
硫化氢的另一个缺点是,保持液态的温度范围很小。
当然,提高气压可以缓解这个问题。
上面列举了一些分子结构比较简单,而且比较常见的溶剂。
实际上,其他一些看上去更加另类的物质也有支持生命的潜力,比如硫酸,二氧化硅,超临界状态的二氧化碳和氢,高温下的氯化钠,以及低温下的氮和氢等等。
很多科幻电影中都描绘了一种世界大同,人类和各种外星人杂居的宇宙图景。
支持不同生命形式的溶剂显然不在考虑范围之内。
想象一下,如果你在酒吧端起一杯啤酒时,左边的外星人正在津津有味地品尝一杯硫化氢,右边的外星人却在猛灌一大桶氨水,相信你手上的啤酒也喝不下去了吧。
我们目前只知道一种生命形式——地球生命。
这个样本实在太小了。
也许宇宙中的生命形式和地球上完全不一样,甚至根本不需要化学反应。
比如,在星云或恒星表面,可能生活着等离子体的生命;
在中子星上,也可能生活着简并态的生命。
这些假设都有一定的理论和试验的支持。
在这些假设被推翻之前,我们并不能否定哪怕十分微小的可能性。
不过,从现实的角度出发,在太阳系外行星上寻找水无疑是探索生命最为可靠的一种方法了。
因为,我们确信无疑的是,水是可以支持生命活动的。
我们总以为,随着望远镜越来越先进,人类能把星空的秘密一点点揭开。
可越是深入观测,越会发现,浩瀚太空藏着太多谜题。
很多现象,违背我们已知的物理规律,就连顶尖科学家看到,都忍不住感慨,这真的有可能吗?别急,听我慢慢讲。
✨ 第一个:暗物宇宙10大未解之谜,第一个就连科学家直呼:简直不可能!,看不见摸不着,却撑起整个宇宙 排在第一位的,就是暗物质。
说实话,这也是最颠覆认知的一个。
科学家观测星系转动的时候发现一个怪事:按照现有引力公式,星系外围的恒星,早就该飞散到太空里。
可现实里,星系稳稳当当,没有解体。
于是大家推测,宇宙里藏着一种看不见的物质,不发光、不吸收光,没法直接观测,只能靠引力感知它的存在,这就是暗物质。
你懂的,我们能看见的恒星、行星、星云,只占宇宙总质量的5%左右。
暗物质占了大约27%。
换句话说,宇宙绝大部分物质,我们根本看不见。
这么多暗物质到底是什么?是某种未知粒子?还是我们对引力的理解本身就错了?到现在,没有任何人能给出确定答案,很多科学家都感叹,这个结果,一开始根本不敢相信。
✨ 第二个:暗能量,宇宙10大未解之谜,第一个就连科学家直呼:简直不可能!动宇宙不断加速膨胀 早年间天文学家都以为,宇宙大爆炸之后,膨胀速度会慢慢变慢。
可上世纪90年代,科学家观测遥远超新星,得到一个惊人结论:宇宙不但没有减速,反而在加速膨胀。
是什么力量,一直在推着整个空间越拉越大?人们把这种神秘力量取名暗能量,它占据宇宙68%的成分。
暗能量到底是空间本身自带的属性,还是某种未知能量场?至今没有定论。
它就像一股看不见的力量,拉扯着整个宇宙。
✨ 第三个:宇宙大爆炸之前,到底存在什么? 我们常说,宇宙诞生于138亿年前的大爆炸。
很多人会问,大爆炸之前是什么? 不少人误以为,大爆炸是在一片虚空里发生的爆炸。
其实不是,时间和空间,都是大爆炸之后才诞生的。
说白了,“大爆炸之前”这个说法,本身都没有意义。
可很多人还是会好奇,在时间诞生之前,难道什么都没有吗?这个问题,至今没有标准答案。
✨ 第四个:黑洞内部藏着什么? 黑洞大家多少听过,引力强大到连光都逃不掉。
一旦跨过黑洞的事件视界,所有物理定律都会失效。
我们现在的物理公式,全部无法描述黑洞内部。
黑洞中心,是一个密度无限大的奇点吗?还是说里面是另一个宇宙?物质掉进黑洞之后会去往哪里? 我们永远无法直接派人进去探查,一旦进去,信号就再也传不出来。
黑洞内部,一直是宇宙最大谜团之一。
✨ 第五个:宇宙中,外星生命到底存在吗? 浩瀚宇宙,银河系就有上千亿颗恒星,很多恒星身边都有类地行星。
这么多星球,难道只有地球诞生了生命?这就是著名的费米悖论。
理论上,宇宙足够古老,外星文明有充足时间遍布银河。
可我们找了几十年,却没有收到任何明确的外星信号。
外星人到底在哪?是生命极其罕见,还是文明存在时间太短,或是我们的寻找方式不对?这个谜题,一直牵动所有人的好奇心。
✨ 第六个:为什么正反物质不对称? 宇宙大爆炸诞生的时候,应该产生等量的正物质和反物质。
正反物质相遇,会瞬间湮灭,释放巨大能量。
如果数量一样,宇宙早就全部湮灭,不会有恒星、行星,更不会有人类。
可现在我们的世界,几乎全是正物质。
大量反物质凭空消失了。
是什么原因,让正物质多出来一点点?这是粒子物理和宇宙学的一大难题。
✨ 第七个:宇宙的大尺度空洞,是怎么形成的? 观测宇宙地图能看到,星系不是均匀分布。
很多区域几乎空空荡荡,形成巨大的宇宙空洞。
有的空洞直径长达几亿光年,里面星系极少。
科学家搞不清楚,这么巨大的空白区域,是宇宙早期密度波动自然形成,还是有别的未知力量在影响? ✨ 第八个:恒星是怎么快速形成的? 按照传统理论,星云想要坍缩形成恒星,会受到内部辐射压力阻碍,恒星形成速度不会太快。
但是哈勃望远镜观测到,宇宙早期,大量恒星短时间内批量诞生。
现有理论很难完全解释这种快速造星现象,背后的机制还在不断研究。
✨ 第九个:超高能宇宙射线来自哪里? 太空里经常飞来能量极高的宇宙射线粒子。
它携带的能量远超人类粒子加速器能达到的极限。
可这些粒子到底是哪个天体爆发产生的?我们追踪源头,却很难定位。
什么样的宇宙事件,能把粒子加速到这么恐怖的能量?至今是谜。
✨ 第十个:宇宙有没有边界,外面是什么? 我们能观测到的宇宙范围是465亿光年半径。
那在这个范围之外呢? 宇宙是无限延伸,还是闭合弯曲?会不会存在多元宇宙? 目前没有任何观测证据,一切都只是猜想。
宇宙这十大谜题,每一个都挑战人类认知。
人类不过是浩瀚星空中渺小的存在,可我们从未停下仰望星空、探索真相的脚步。
很多谜团,或许几十年,甚至上百年之后,才会有新答案。
你觉得这十大谜团里,哪一个最让你好奇?你认为宇宙里存在外星生命吗?欢迎评论区聊聊你的想法。
麦田怪圈通常具有这些特点: 1.麦田怪圈多数形成于晚上,通常是子夜至凌晨四时,形成速度惊人。
2.图形以绝对精确的计算绘画,常套用极复杂的几何图形,或进行黄金分割。
3.农作物依一定方向倾倒,成规则状的螺旋或直线状,有时分层编织,最多可达五层,但每棵作物仍像精致安排一般秩序井然。
4.麦秆弯曲位置的炭分子结构受电磁场影响而异常,但能继续正常生长,生长的速度比没有压倒的小麦快,不会结种子。
5.图形内外的红外线增强,大多在地球磁场能量带出现。
6.怪圈面积很大,最大跨度的麦田圈达180多米,比足球场还大。
最复杂的麦田圈共有400多个圆,被称为"麦田圈之母"。
到今天为止,怪圈踏上过世界各地的麦田,除了中国和南非,它无所不至。
更重要的是,怪圈的结构越来越复杂,面积越来越大,不再是起初简单的几何图形,而是发展“鸟类”、“鱼类”、“花朵”、“星空”等多种图案。
很多天体物理学家认为,这是来自外星的文字,外星人试图通过这些象形文字跟地球人沟通。
1994年,怪圈出现“蜘蛛”和“蚂蚁”的形状,在这之后的1995年,一场大规模的蝗灾席卷了非洲和中国山东等地区,“蜘蛛”和“蚂蚁”似乎预示了虫灾。
更加离奇的事情发生在2002年,“怪圈”拼出了像细菌的内部结构一样的复杂且极具抽象艺术特质的图案。
2003年“非典”爆发了,“非典”的冠状病毒在显微镜下的显示图案,跟2002年的怪圈图案如出一辙。
尽管让人难以置信,但在实实在在的证明之下,越来越多的人开始把怪圈的出现跟外星生物挂上钩。
然而,科学家们还是在极力寻求别的解释,比较有说服力的说法包括磁场说、龙卷风说、人为制造说。
1.磁场说 地球磁场中有一种神奇的移动力,可产生一股电流,使农作物“平躺”在地面上。
美国专家杰弗里·威尔逊研究了130多个麦田怪圈,发现90%的怪圈附近都有连接高压电线的变压器,方圆270米内都有一个水池。
由于接受灌溉,麦田底部的土壤释放出的离子会产生负电,与高压电线相连的变压器则产生正电,负电和正电碰撞后会产生电磁能,从而击倒小麦形成怪圈。
这种说法看似科学,但依旧有很多人怀疑。
怀疑者认为,正电负电所产生的磁能,有可能令农作物倒下,却无法使农作物“倒出”各种各样的图案来。
2. 龙卷风说 部分研究者总结了怪圈发生前后的天气情况,发现怪圈大多出现在多风、多雨的夏季。
而且,有气象学家提出:大量尘埃包含在陆地上生成的小型龙卷风中,在风的作用下,尘埃与空气剧烈摩擦产生静电荷。
神秘怪圈就是在带有静电荷的小型龙卷风的作用下产生的。
这种说法更得不到人们的支持,没人相信龙卷风会在不同时间、不同地点制造出如此精巧的图形。
3. 人为制造说 相当一部分人认为,所谓麦田怪圈只是某些人的恶作剧。
历史上曾经有人出面承认过,1991年9月,英国人道格·鲍尔(Doug Bower)和戴维·车利(Dave Chorley)宣布,从1978年到1991年的麦田圈都是他们干的,并当场做了表演。
这被称为“道格和戴维”事件。
不过很遗憾,他们制造麦田怪圈耗时过长,且留下来过多人为踩踏和使用工具的痕迹,以往发现怪圈的现场并没有留下人类和工具的影子。
或许在宇宙中真的有那么一种生物,正在默默的注视着地球,而这些麦田里神秘又复杂的图案,正作为路标指引着它们到来。