我们过去经常会问地球是宇宙中最适合人类居住的行星吗？无论走到哪里，我们永远找不到比地球更好的生命之家。当然，那是因为我们以及所有其他地球生命都是在这种环境下进化的。进化使我们适应了这个星球，所以我们不可能再找到另一个完全适合我们的星球。

但是，这是最好的星球吗？宇宙中是否有地方可能有更多生命多样化的环境？

地球上产生生命的事实真是令人惊讶。我们位于主序恒星的可居住区域，该恒星不会产生太多致命的太阳耀斑。

我们的空气充满了氧气和氮气，可以呼吸。行星足够大，以至于其核心仍然处于融化的状态，并带有一个旋转的铁核，该铁核保持了地球磁场的存在。再加上浓厚的大气层，可以保护地球表面免受宇宙射线，太阳最强的紫外线辐射以及致命的太阳风暴的袭击。

麻省理工学院的科学家说，空前的氧合事件（GOE）早在23.3亿年前就开始了，科学家认为这是氧在大气中永久存在的开始。

我们拥有板块构造，可不断回收行星表面上的物质，并从其内部吐出新鲜的化学物质。 

我们有一个相对较大的月亮，它可能使我们的星球在轴向倾斜时更稳定，潮汐帮助早期的生命形态从海洋过渡到陆地。

我们拥有广阔的海洋，有助于调节地球的气候，将温暖的水域转移到凉爽的地区，使它们变得更加多样化和宜居。

NASA洋流可视化。图片来源：NASA / SVS

地球形成生命的关键因素清单还在继续，我敢肯定有些因素我们还没有发现。

但是地球会更好吗？会有超级适合居住的行星吗？ 

类地行星

如果说天文学领域让我们认识到了一个客观事实，那就是我们并不特别。我们不是太阳系的中心。这不是宇宙中的特殊地方或时间。这可能意味着地球不是生活的最佳场所。这是人类的最佳去处，但不是生命。

根据2013年的一篇论文，宾州州立大学的天体生物学家Ravi Kumar Kopparapu和其他人根据现代气候数据计算出恒星宜居带边缘的真实位置。他们计算出，一颗太阳般恒星周围的宜居区域应介于地球到太阳距离的0.99到1.7倍之间。

这意味着地球实际上位于太阳宜居区域的内边缘，位置比较勉强。如果距离太阳更近，我们将经历像金星一样的温室效应。

科学家对不同类型恒星周围可居住区域的插图

您可能希望更靠近可居住区域的中间，在该区域，轨道变化不会将您的星球推向极限。

地球相对年轻。考虑到这样一个事实，即地球仅存在了45亿年，并且仅计算出最近几亿年的多细胞生命。

太阳正在升温，因为我们离得很近，所以实际上我们只有几亿年，在温度升高和海洋蒸发之前最多只有十亿年。但是，如果生活可以再经历数十亿年的进化来创造出新的，更多样化的生活形式，那该怎么办呢？

您认为鸭嘴兽是不寻常的，只是想像一下，如果再进化20亿年，您会得到什么。或200亿。

在2016年发表的《 Superhabitable Worlds》一书中，Rene Heller和John Armstrong 考察了可能成为最宜居星球的条件。这是一篇可读性很强的论文，其中包含很多很棒的想法。如果您是一位科幻小说作家，正在寻找一些建立世界的想法，那么一定要检查一下。我将在展示笔记中添加一个链接。


开普勒太空望远镜发现行星绕G，K和M型恒星运行

他们提出，质量比太阳低的恒星（被归类为K恒星）可能是多样性最佳的候选者，因为它们寿命长且相对稳定。一个K型恒星的寿命将在20-700亿年之间，而没有那些令人讨厌的红矮星巨星。

您可能希望星系中的其他行星能够通过重力将小行星和彗星重新定向，以输送生命所需的水和其他化学物质。谢谢你，木星。

理想情况下，您希望在同一系统中有多个可居住的行星，它们能够来回传递生命。一种被称为泛精子症的过程。

在地球形成后不久的艺术家插图

使您的宜居星球成为天然气巨人的月球，以获得强大的潮汐力，这将使新鲜的火山物质喷发到地表。

更好的是，有一个双星行星，两个世界彼此环绕，传递潮汐力并来回交换生命形态。

我们才刚刚开始！

使地球更大，您将获得更多的表面积用于水循环温度（一秒钟内会增加更多），但也会为生物提供更多的表面积以利用各种生态位。 

因此，我们正在谈论一个更大，更重的星球。一旦您获得了地球质量的两倍，板块构造便开始关闭，因此请尽量保持在该水平以下。

您还希望拥有一个足够大且内部温度足够高的世界，以使铁合金在其核心中移动，从而维持整个星球的磁层。 

地球内部和周围的磁场和电流会产生复杂的力，对日常生活产生不可估量的影响。可以认为该场是一个巨大的气泡，可以保护我们免受宇宙辐射和带电粒子的侵蚀，而这些粒子会在太阳风中轰击地球。它是由从太阳吹来的粒子风（称为太阳风）形成的，原因是它在“太阳侧”变平并扫成地球另一侧的长尾巴。图片来源：ESA / ATG medialab

您可能担心地心引力，但是具有两倍于地球质量的行星只需要大40％即可拥有大约相同的地心引力。 

在最近的巴塞罗那会议上，芝加哥大学的斯蒂芬妮·奥尔森（Stephanie Olson）博士介绍了他们在寻找最能支持系外行星生命的环境方面所做的工作。

他们使用了NASA的ROCKE-3D通用循环模型工具。这是一个非常神奇的工具，可供公众免费使用。您可以访问该网站，然后查看从古代金星到环绕Proxima Centauri的行星在不同世界上的情况如何。

您可以模拟它们的气温，降雨量，土壤浓度等。

让我向您展示一些示例。这里是工业化前的地球，气温范围从赤道附近的35摄氏度左右到两极的-60摄氏度以下。

工业化前地球的模拟

但是，您可以用古老的金星来代替地球，这是地球在29亿年前看起来太阳比现在暗20％的样子。不过，它仍然每243天旋转一次，并且可能有一个浅海，其低地跨越了310米的深度。

模拟古代金星。图片来源：NASA / GISS

这是一颗行星，它绕着最靠近太阳的红矮星Proxima Centauri旋转。由于它绕着恒星如此紧密地绕行，因此该行星可能处于潮汐锁定状态。一侧面向恒星，另一侧背对恒星，这对空气温度产生了巨大影响。

潮汐锁定行星绕Proxima Centauri的模拟。图片来源：NASA / GISS

但是，如果行星确实发生共振旋转，每2圈绕轴旋转三圈，并且大气层与地球的氮和氧气氛大致相符，那么您最终将拥有一个看起来更远的世界舒适地生活。

奥尔森和她的团队使用此软件来模拟各种系外行星的气候和海洋栖息地。在地球上，生命的多样性取决于海洋深处物质的上升，并将其返回到生命可以使用的地表。

在加拉帕戈斯群岛附近发现的诸如前卫夜蛾，裂谷裂pa等物种代表了可以在深海热液喷口附近持续存在的生物。图片来源：NOAA Okeanos Explorer计划，加拉帕戈斯纵谷探险2011。

上升流意味着更多的生物活性，更多的多样性。

换句话说，要找到生命中最多样化的行星，您想找到海洋循环量很大的行星。

有没有比地球更好的东西？


根据奥尔森（Olson）的说法，如果行星旋转得更慢，大气密度更高并且具有大陆，则可以增加海洋环流的量。

这使我们了解了天文学家在研究太阳系外世界时将寻找什么。当NASA的LUVOIR或HabEx任务在2030年代飞行时，它们将能够直接成像系外行星的表面。他们将测量其大气中的化学物质，检测水，甚至确定大洲上有多少行星被覆盖。 

如果我们确实在银河系中找到超级可居住的世界，那我们真的不应该感到惊讶，这些世界显然比地球更适合人类居住。事实证明，我们并不特别。很好，至少我们会陪伴。