我他在英格兰农村的一个小村庄里长大。这是一片地势低洼的海岸带，覆盖着巨大的天空。绵延起伏的田地、长长的树篱和许多农场。经营这些农场的一些人世代相传，他们可以指出他们祖先的土地可以追溯到四个多世纪前。当我还是个孩子的时候，听到农民们反思这片土地所带来的深刻变化，以及他们对自己的祖先在没有现代世界的装备的情况下所表现出的一点隐秘的惊奇，这是一件很有趣的事情，我们中的许多人都从中受益。看来，在过去的几代人中，存在的规则是根本不同的。
今天，当我们扫过宇宙时，我们面临着类似的拼图，以为我们猜测外星人谱系的性质。我们自己的星球并不总是如今的方式，并且已经出现了令人欣赏的身体计划和生物化学策略。我们根本不知道Darwinian进化的实验是否在外产上的外延和遥远的星系上注定要融合到我们熟悉的策略。现在，或者在更快的扩大宇宙中的未来。
可悲的是，我们童话般的“银河帝国”概念可能过于保守了。
一个深刻而难以忽视的事实是，尽管有许多富有想象力的建议，但我们完全有可能错过了更大图景的关键部分。就像农民惊叹于不断变化的土地规则一样，我们可能需要更充分地接受这样一个事实:宇宙中生命的前景和规则并不总是一样的，而且几乎肯定在未来也不会一样。
For one thing, if you were an advancing species some 12 billion years ago (an era where there’s reason to think that biological life as we know it might have already been possible) the ultimate scope for knowledge, and for physical exploration, was profoundly different than it is today, or than it will be hundreds of billions of years from now.
在最近的著作中，哲学家托比吵闹》的作者《悬崖:生存风险和人类的未来》，旨在澄清生命形式在不断膨胀、加速的宇宙中所面临的边界的本质。1.对于像我们这样的物种，有什么知识的界限：目前可观察到的宇宙（现在从中达到了我们的光），以及最终可观察到的宇宙（光最终将来自我们）。因果关系或探索也有更严格的，更小的界限。这矫揉造作宇宙是我们原则上可以通过发送光脉冲或接近光速的探测器相互作用的体积。和最终可观察到的宇宙是宇宙体积的扩大，接近光速的探测器可以从中为我们收集信息。
火星上的生命，从海盗号到好奇号
午夜在1976年7月帕萨迪纳的闷热室之后，Viking Mars团队成员坐在庞大的单调电脑监视器周围，紧张地等待世界上第一个成功的火星探针着陆器的第一个数据，唯一的Mars兰德......阅读更多
奥德指出，这些宇宙边界的一个关键特征是，从任何物种的起源点来看，宇宙中都有一些区域永远不能相互观察或影响。这些是非重叠部分;在非常大的尺度上，一种深刻的现实“分裂”，由日益快速的宇宙膨胀和有限的光速造成。
对于一个超高级物种来说，星际和星系间的旅行是很容易的，这种对其领土的最终隔离可能实际上是一种鼓励，鼓励他们去占领这一切。在某个时刻，将不再有竞争，不再有可能侵入你的宇宙碎片的中心地带，所以为什么不填满每一个角落呢？换句话说，我们关于“银河帝国”的童话概念可能远远不够，过于保守。真正的帝国将跨越他们自己曾经和未来的宇宙因果碎片。可以想象，这些星系可能包含数十亿个星系，但只有在某些条件下，正如我将解释的那样。
真正奇怪的是，这些基本界限和分裂的范围对每个人来说也不一样。在大爆炸后的最初70到80亿年间，宇宙的膨胀一直在放缓，直到我们称之为暗能量的现象开始加速它。在最初的几十亿年里，一个物种可能没有意识到宇宙动力学即将发生的变化，因此可能会有不同的看法，推断他们生活在一个更容易接近的宇宙中，包含更多的星系。关键的是，即使在宇宙膨胀的演变过程中，他们也会发现自己确实有一个特殊的开端。
我们可以看到这一点,看着两个极端:在1500亿年左右从今天开始,空间意味着我们的加速膨胀(或一个物种在我们的地方)将不再能观察到或访问本地组比我们自己的星系,即使接近光速飞行旅行。这相当于几十个星系，大部分是小矮星。但是存在于大爆炸数十亿年后的生命，在那个较早的平静期，将有更大的机会接近它的周围环境，如果它们足够迅速地出发，实际上有数十亿个可到达的星系。这就像置身于一个几乎没有尽头的大草原上，而不是依偎在一个人口密集的郡和村庄里。
如果这些参数中的任何一个漂移一点点，就会在整个物理现实中产生后果。
如果这样一个物种的血统在今天仍然存在，他们不仅可以积累广阔的宇宙领土（以及难以想象的技术进步），而且还可以总是面对的未来是任何物种都无法比拟的早期先驱者物种的分散能力也可能导致一种戏剧性的创始人效应——由于有限的祖先种群而减少的遗传多样性——进一步放大远古物种和宇宙新来者之间的差异。
你可以想象，通过用空气中的种子描绘一个耐寒和肥沃的植物。其中一个种子将在海洋中携带到一个新的，已经发芽的新大陆，并成为植物生命的创始品种。即使在数百万年的进化之后，由于其单一的常见祖先，大陆的植物群体遗传多样性较少。漂浮在宇宙中的星际探针中的不同种子，最终《星际迷航》在一个巨大的地区，生活可能看起来、行动和是几乎是一样的，而在其他地方可能会有很大的不同。
然而，这并不是唯一适用于外星生命的极端差异。在粒子物理的标准模型框架内，根据时间和环境，自然的基本参数有理论可能性发生变化。例如，原子中的电子能级取决于普朗克常数、电子的电荷、光速和自由空间的介电常数(电场穿透真空的容易程度)的相对值:一起形成了一个称为精细结构常数的无量纲量。如果这些参数中的任何一个发生了变化，或漂移了一点点，就会在整个物理现实中产生后果。
所有的化学，甚至有机化学的可能性都取决于这些数字。将精细结构常数降低几个百分点，我们认为恒星根本无法在宇宙中产生任何碳。增加精细结构常数，分子中原子间的基本共价键变弱，2.生物化学上的关键氢键(如DNA碱基对之间的氢键)也会减弱。同样地，增加电子-质子质量比和离解能——即破坏和形成分子键的能量——就会增加。
存在未来惊喜的空间。
天文学家和物理学家利用数十亿光年之外的原子和分子发射或吸收的光子频率，并在地球上使用精确的计时设备和灵敏的实验，寻找这些基本常数微小变化的证据。到目前为止，我们几乎没有看到改变的迹象。在过去120亿年左右的时间里，精细结构常数的时间差异似乎小于100万分之一或10万分之一——这取决于你参考的是谁的实验结果。有趣的是，最近的一些分析确实暗示了宇宙位置之间的适度变化。3.
但是，在我们可以探测和在哪些环境中，我们可以衡量这些常量的哪些严重限制。存在未来惊喜的空间。And even a 1 part in 1,000,000 drift across 10 billion years could add up to a much more significant change a few trillion years into the future—further modifying the prospects for life and for what is left of life’s incubators, from planets to the most long-lived stars.
通过非凡的复杂性和所知的生物化学和进化变化的依赖性，还存在最小的基本常数变化的潜力。可以想到，在10亿年前开始的生命现实的“调整”的微小差异将直接分子演变和方向的策略与今天的青睐。
假设，分子键强度的微小变化足以改变反应速率和蛋白质的结构特性，但不会使它们变得不可能，这可能会将这种微观水平上的自然选择推进到今天无法进入的化学景观区域。大自然可以“发现”新的大分子结构和不同的酶和替代功能，以及完全不同类型的复杂细胞结构，即使基本参数不断变化，这些结构依然存在。
即使没有这些奇特的可能性，我们也可以肯定，宇宙的环境属性自早期以来已经发生了变化。在生物化学可能开始发展的时期——大爆炸后大约1亿年——随着第一代恒星形成新的原子核，最重的元素非常稀少。
局部原子，陆地大小的行星可能会被卷起为“碳世界”，4.在某种程度上进行化学丰富，但由于今天的生活完全依赖的一些较重的元素严重短缺。生活可能已经进入了，但有不同的限制和必要。假设，这种早期的生活系统可能是至高无上和贪婪的清除剂，筛选和寻求生物化学珍贵的原子，如锌或铁，因为它们在融入生命的分子结构时赋予的进化优势。再一次，这种生活的后代可能与最近的新兴物种不同，这些物种都是深刻的，略微可怕 - 更有效，更加顽强。
事实是“alien”(拉丁词)alius，意思是“其他”）可能不是一个足够有力的术语来描述过程驱动的、不断演变的现象的完全分歧，这些现象可能分散在宇宙中，比我们自己的祖先（无论他们是农民还是其他人）更让我们困惑。在一个截然不同的宇宙中开始的世系生活，以及可以想象的不同规则，可能是难以言喻的新奇、超外星和超惊奇。
Caleb Scharf是一位天体物理学家，也是纽约哥伦比亚大学天体生物学主任。他的新书是《信息的崛起:书籍、比特、基因、机器和生命无穷无尽的算法》，将于2021年6月到来。在Twitter@caleb_scharf上关注他。
参考文献
1. ORD，T.我们宇宙的边缘。arXiv（2021）.检索自DOI: 2104.01191
2.王志强，王志强，王志强，等。电子-质子质量比与精细结构常数的关系。物理评论一个81042523(2010)。
3.威尔琴斯卡，M.R。，等四个直接测量的细结构持续13亿年前。科学的进步6.eaay9672(2020)。
4.Mashian, N. & Loeb, A. CEMP恒星:早期宇宙中碳行星的可能宿主。arXiv（2016）.检索自DOI: 10,1093/mnras/stw1037
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