1萬年后的某一天，你是一位太空探險家，正準備降落到一顆新發(fā)現的星球上，據說那里可能有生命存在。但這顆星球非常黑暗，看不到任何東西，只能看到一團不祥的黑圈遮擋著星空。你進入大氣層，穿過一層只能靠飛船傳感器檢測到的厚厚的云層。你的飛船外沒有一絲亮光，沒有陽光，沒有星光。你非常困惑地向你的指揮官喊道：“等一下！這個星球上根本沒有陽光！我們到底來這里干嗎？”
太陽總是受人贊揚的。幾乎所有人都喜歡陽光明媚的日子和色彩斑斕的彩虹；太陽能電池板是人類的好幫手；太陽光驅動光合作用，產生我們賴以呼吸的氧氣；我們的身體受到陽光照射后才能產生維生素D，使我們不至于情緒低落；太陽崇拜和太陽神貫穿人類的整部歷史。
但是，盛名之下其實難副，我們真的需要太陽嗎？是的，我們確實需要太陽。如果太陽突然熄滅了，地球就會變成一個冰球。沒有了太陽，我們的地質溫控器——碳酸鹽硅酸鹽循環(huán)——就無法起到任何作用，幾十年之后地球上的海洋就會凍結。地球內部的熱量會繼續(xù)從火山和大洋中脊釋放出來。但是，地球最終會和電影《帝國反擊戰(zhàn)》中的霍斯星球一樣被冰雪覆蓋。到那時，地球上的大部分生命將會消失。
地球與太陽休戚與共。但是否有例外呢？讓我們假設一種不同類型的行星，假設存在一個從未有過太陽的地球，一個“流浪的”或者“自由漂流的”地球。
這個星球不按照軌道運行，只是游蕩在其他星球周圍。這聽上去像是科幻小說，但是近年來確實發(fā)現了一些自由漂流的氣態(tài)巨行星。太陽系中的氣態(tài)巨行星，木星和土星，都受到太陽的約束，乖乖地在軌道上運行，但這可能并不是銀河系里的常態(tài)。
一項2016年發(fā)表在《自然》雜志上的研究表明，銀河系的每一個恒星系中，大約會有兩個不受約束的行星。天文學家對這項研究仍存爭議，但大多數天文學家都同意流浪星球在銀河系周邊并不罕見。每一顆流浪的氣態(tài)巨行星周圍都可能有幾個地球大小的巖石組成的星球。在我們的銀河系中，有數十億甚至數千億這樣的行星。
在流浪行星上無法享受到季節(jié)、日落這些我們習以為常的東西。不圍著太陽轉，連生日的概念都沒有。但是，流浪行星上會有生命嗎？會有像地球上一樣生機勃勃的生物圈嗎？
我們認為，流浪行星需要有液態(tài)的水才有可能存在生命，至少像我們這樣的生命離不開液態(tài)水。要有液態(tài)水，這個星球就要保持溫暖。但是太空中的溫度實在太低了，只有零
上幾攝氏度而已。流浪行星沒有太陽怎么保暖？所有的行星內部都會產生熱量。比如，地球內部的熱量大部分來自塑造了它的巨大碰撞，并且這些熱量大部分都被封存在地殼內。
自地球形成之日起，這種熱量就慢慢地傳遞到地表。這種內部熱量會持續(xù)存在數十億年，
但是與每天照耀在地球上的太陽光相比，它就太微不足道了，比太陽光能量的1/ 3 0 0 0還要少。流浪行星得不到太陽光的照射，就更不能損失哪怕一點點內部的熱量。流浪行星像一個罹患低體溫癥的病人一樣，需要一個非常溫暖的被窩。
星球表面的冰層可被作為一個強大的隔熱層，封鎖星球內部的熱量。如果冰層夠厚的
話，在行星的冰層下就可能有液態(tài)水海洋。但是冰層至少要有1 0千米厚，才能防止海洋凍
結幾十億年。木星的兩個大衛(wèi)星——木衛(wèi)二和木衛(wèi)三——厚達幾千米的冰層下面就潛伏著
海洋，這可能與結冰的流浪行星類似。地球被冰凍之后，生命還能繼續(xù)生存在海洋深處嗎？恐怕不行。我們地球上的水太少了，覆蓋全球的冰層只能有幾千米厚，無法形成一個足夠厚的隔熱層。地球充其量只能維持局部的液態(tài)水，例如在火山這種強大的熱源附近，但是無法形成覆蓋全球的海洋。
厚厚的大氣層也能夠保留星球內部的熱量，沒有冰層的星球就靠它在表面保留液態(tài)水。
最理想的大氣層氣體是氫。氫是一種非常高效的隔熱層，即使在非常低的溫度下也能保持氣態(tài)，不會凝結。厚厚的氫大氣層可以使一顆流浪行星的表面溫度高于水的冰點，因此星球的表面就可能有湖泊和海洋，甚至生命。但是這個大氣層必須比地球的大氣層厚1 0倍至1 0 0倍。
流浪行星是漏網之魚人類的眼睛看不到這些被厚厚的大氣層包裹起來的流浪行星，只有遙遠的星光照耀著它們。它們像天王星和海王星一樣，很可能有許多不同的云層，沒有星光能照射到其表面。這里的大氣層是令人窒息的，如果你站在這個星球上仰望天空，你看到的只有黑暗。
流浪行星可能是在恒星的軌道上形成的。它們最初只是一些塵埃顆粒，通過一系列的碰撞逐漸變大。其中一些行星捕獲了氣體，變成了像木星和土星這樣的氣態(tài)巨行星；其他一些行星像地球一樣，體積較小，由較多的巖石構成，要經過幾百萬年才能成形，最終融入有序的行星系統(tǒng)中。但是這些系統(tǒng)往往不穩(wěn)定。氣態(tài)巨行星非常巨大，它們的重力作用能夠將行星彈出星際空間，因此這類流浪行星就像爆米花一樣從鍋里蹦出來，成了漏網之魚。在這些流浪行星中，有些會有厚厚的冰層，有些會有氫氣層包裹，有些還會有自己的衛(wèi)星。與地球相似的流浪行星通過與它們的衛(wèi)星或者氣態(tài)巨行星間的相互作用獲得潮汐加熱，從而得到一些內部熱能。
再進一步假設，如果沒有液態(tài)水，生命能夠存活在沒有太陽的星球上嗎？
地球表面的生物都依賴太陽，但是方式各異。植物和簡單的微生物是初級生產者，它們直接依賴太陽
的能量，把陽光直接轉化成化學能。動物這樣較高等的生物，主要靠吃初級生產者生存，間接地依賴太陽。但是，科學家發(fā)現地球上有一些生物不需要太陽，他們稱其為化能自養(yǎng)生物。這些生物生活在海底，依靠地球內部釋放出的能量制造自己的有機碳。這些微生物為深海熱液噴口周圍生機勃勃的生態(tài)系統(tǒng)奠定了基礎。
光合生物將光能轉化為化學能，而化能自養(yǎng)生物依靠預先存在的條件——比如熱液噴口周圍劇烈的溫度變化——驅動化學反應。不過光合作用的效率要高得多，它將太陽能轉化成生物質能的效率比化能自養(yǎng)生物轉換內部熱量的效率高1 0 0 0多倍。但是這只是地球上的情況。在流浪行星上，沒有陽光作為能量來源，生命體就會有更強烈的動機，更有效地獲取星球內部的熱量。
流浪行星上的生物圈必須建立在化能自養(yǎng)生物的基礎上，只有化能自養(yǎng)生物才能為其他更復雜的生物體提供所需的有機碳。但是它們的生物效率太低了，所以建立在化能自養(yǎng)生物基礎上的生物圈需要生產大量的生物質能。打個比方，靠光合作用一顆蘋果樹能結1 0 0 0個蘋果，而在流浪行星上一棵蘋果樹只能結一個蘋果，所以需要1 0 0 0棵蘋果樹。
流浪行星上會自發(fā)出現生命嗎？還是需要從其他地方接種？我們目前還無法確定。我們甚至還沒搞明白地球上的生命是如何起源的。不過，生物新陳代謝的起源目前有幾種說法，其中包括深海發(fā)泄假說。這個理論認為熱液噴口為地球上最早的生命提供了搖籃，而流浪行星上很可能也散布著熱液噴口。因此，流浪行星上的生命很可能是從本星球上起源的，而不是從其他地方接種的。
黑暗生物圈會是什么樣子的呢？讓我們來看看地球上類似的生物群落。地球內部熱量
的釋放在地球表面并不是平均的，某些地區(qū)的溫度更高。在海底的熱液噴口附近分布著生機勃勃的海底生態(tài)系統(tǒng)，其中有很多稀奇古怪的植物和奇異獨特的生物， 比如2米長的管蟲、鱗腳蝸牛
和沒有眼睛的蝦，等等?；茏责B(yǎng)生物制造了這個生態(tài)系統(tǒng)，它們形成了一層厚厚的細菌，為復雜的生物鏈提供了最基本的食物。這種生物圈可能零星分布在流浪行星上，聚集在這些星球表面的熱源附近。那里甚至可能有較大的生物，比如管蟲。所有的生命綠洲在最初都是孤立的，物種也是獨特的。但在某些流浪星球上面，這些生態(tài)系統(tǒng)可能會合并成一個遍布全球的生物圈。
我們可以把流浪星球當成向銀河系擴展的跳板和驛站我們并不想向其他星球殖民，尤其不會想去這些冰冷的流浪星球。要滲透到幾千米深的冰層下并非易事，而要在這些冰層下生存更是難上加難。但是被大氣層包裹的流浪行星可能很誘人，這些星球表面的湖泊和海洋相對比較容易進入。但是，由于氧氣和氫氣無法和平共處，所以這些行星的大氣層對人類來說是無法呼吸的。
在我們踏上這個星球之前，必須弄清楚這個星球上的生物質能是可以輕而易舉地獲得，還是被禁錮在海底深處。但是，即使在最理想的狀態(tài)下，由于缺乏太陽能，食品生產恐怕很困難，而且我們也無法知道這個星球上土生土長的植物和動物是否可以食用。我們也無法看到彩虹。因此，如果人類要向銀河系殖民的話，流浪行星恐怕不是我們的首選。
但是流浪行星有距離的優(yōu)勢，它們離我們很近。目前，我們對太陽附近的暗弱星體的研究還很不完善，可能在我們附近的星系里就有類似地球的流浪行星。如此一來，我們就可以把流浪星球當成向銀河系擴展的跳板和驛站。
想象一下吧，你是第一個踏上流浪星球的人。你駕駛著飛船來到這里，探照燈射出的光量子將打破這顆星球上幾十億年的黑暗。你的殖民地和這顆星球上的元素是分離的，完全不接觸有毒的空氣。你的孩子在成長過程中看不到任何星星，也不能到外面玩耍，至少不能不穿宇航服到外面玩耍。但是你要安慰自己，為了人類能夠進一步踏上其他星球，你做出的犧牲是有價值的。
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