人类寻找地外文明很多年,一根毛也没见到。上宿世纪出了个德雷克方程和费米悖论,都是有关寻找外星人的理论,半个多宿世纪曩昔了,这些理论起了感化吗?我们一路来切磋,弄个大白。
科技文明条理限制了人类的不雅测能力。
此刻的根基常识是,生命或文明只能在行星上降生。迄今为止,人类在太阳系没有发现任何生命,连一个细菌或细胞也没有发现,更别说文了然。但今朝还不克不及否认太阳系以内有低等生命的存在,科学家们认为最有可能存在生命的星球大要有火星、土卫六、木卫二。今后即便真的在这些星球发现生命,也是很初级的,文明是不成能存在的。
那么寻找地外文明的目光就只有转标的目的太阳系以外。迄今为止,已经发现了太阳系以外4000多颗行星存在,距离我们比来的恒星比邻星,就发现有行星相伴,那边距离我们4.2光年。罢了发现最远行星距离我们有24722.65光年,这是一颗接近银心的红矮星系统的行星,被定名为OGLE-2018-BLG-0677。
迄今为止,所有行星都没有发现有生命或文明的迹象。这并不克不及确定发现的4000多颗行星中,就没有生命或文明。因为人类的不雅测手段很有限,就连距离我们4光年恒星比邻星也只能看到一个亮点,行星就更看不到。之所以知道那边有一颗行星,是按照行星环绕着恒星活动的视标的目的遮光现象,按照其光变周期和引力摄动“猜”想并计较出来的。
所有的4000多颗太阳系外行星几乎都是这么发现的,可以或许看到一个光影实体的行星不到10颗,是以无法证实上面有没有生命存在。但几乎可以认定,上面没有高档级文明存在。当文明水平达到可以或许改变恒星状况时,才有可能被人类不雅测到。
是以,到今朝为止,人类对太阳系还没有做出任何改变,若是有与人类差不多程度的地外文明,在若干光年以外不雅测地球,是无法确定这里有没有文明存在的;同理,人类也无法不雅测到太阳系外和人类差不多程度的文明。
电波的功率也限制了不雅测距离。
但至少有一点,人类可以发送电波,与地外通信联络。人类1974年就经由过程“阿雷西博”射电千里镜标的目的地外文明发出了第一封问候电信,至今这个问候电波已经走了四十多年,也就是达到四十多光年以外的处所了,还没有受到任何回音。若是地外文明在数千年以前已经达到人类的程度,那么它们对电磁波的熟悉也应该是同样的,它们发出的电磁波早就应该达到地球了,可是人类启动庞大的射电千里镜或射线千里镜“聆听”了数十年,迄今还没有收到一个有价值的旌旗灯号。
这是不是可以说,至少在我们四周数千光年规模甚至上万光年规模,没有文明存在呢?也还无法确定。因为即即是电磁波发射也需要庞大功率,并且具有定标的目的性。在宇宙中有各类各样的电磁波干扰,如黑洞、脉冲星发出的电磁波等,这些电磁波强度远比人类发出的功率要壮大,比拟之下此刻人类发出的通信功率还十分微弱,在太空衰减得很厉害,能走多远,或者说若是有地外文明的侦听能力有多强,能接管到这些微弱的旌旗灯号吗?人类的侦听也是一样,若是地外文明发送的电磁波旌旗灯号很微弱,我们能听到吗?
这些都是人类没有发现地外文明的不确定性原因。除此之外,有关宇宙中地外文明很难碰到的原因还有良多,此刻我们来领会一些几个关于地外文明的宿世纪闻名理论。
德雷克方程
关于地外文明到底是否存在,在科学界早就有过猜想或理论论证,比力闻名的是上宿世纪六十年月美国天文学家法兰克·德雷克提出的德雷克方程。这是一个猜测人类可能接触到银河系地外文明的公式,其表达式有两个,即(引用):
公式1为:N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL
公式2为:N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L
公式1意思为:
银河系内可能与我们通信的文明数目(N)=银河系内恒星数量(Ng)×恒星有行星的比例(Fp)×每个行星系中类地行星数量(Ne)×有生命进化可栖身行星比例(Fl)×演化出高智生物的概率(Fi)×高智生命可以或许进行通信的概率(Fc)×科技文明持续时候在行星生命周期中占的比例(FL)。
公式2与公式1的区别在于R*替代了Ng,L替代了FL。R*为银河系形当作恒星的平均速度,L为科技文明寿命。
公式推理:
若是银河系恒星处于不变状况(与现代不雅测相合适),那么R*等于银河系内恒星数量(Ng)除以恒星平均寿命(Ls)。
R*×L就等于(Ng/Ls)L=Ng(L/Ls)。因为(L/Ls)与FL根基不异,故两个表达式等价。
德雷克方程固然简单,但却无法求解。该方程最大的不确定项是“科技文明的存在时候(L)”因为该项取决于科技文明自己,此中有些项是已知项。因为L是最大的不确定项,在“独眼巨人打算”中,方程可以被简化为N=L。
从以上引用的公式诠释中,我们可以看到此中良多指标都具有不确定性,是以很难计较出银河系中精确的文明数目。一些科学家们认为根基可以或许认定的数值为:银河系恒星数目(Ng)约2000~4000亿颗;恒星有行星的比例(Fp)保守估量为10%;每个行星系中类地行星数量(Ne)保守值为10%。
但在公式中,Fl、Fi、Fc很难确定,介入方程研究的康奈尔大学天文学家卡尔萨根曾经给出过一个乐不雅估量,即Fl*Fi*Fc=1/300,由此得出N≈10^7*FL,这样N的大小就取决于FL的大小了。
但方程中最大不确定性就是这个FL,即科技文明持续时候占行星生命周期比例。我们若是以人类文明来类比,地球生命周期约100亿年,人类科技文明可以或许持续多久呢?1万年仍是1亿年?人类科技文明迄今为止还不到1000年,将来还可以或许持续多久无法预料,若是还能持续1亿年的话,FL也就是1%。
这样整个公式得出的银河系文明数目,就至少有10万个以上。但若是科技文明平均只能存在10000年的话,FL就只有0.000001,这样,银河系中就可能只有10个文明存在;若是科技文明平均只能存在1000年,FL则为0.0000001,银河系文明就可能只有1个,也就是只有人类文了然。
是以文明可以或许彼此感知的几率太小了。
事实上,人类科技文明存续应该会跨越1000年,是以银河系就还有其他文明存在的可能。即便1个银河系这样的星系真的只有1个文明存在,此刻天文不雅测认为在可不雅测宇宙至少有1万亿个星系以上,是以文明也将有万亿之多。这是值得乐不雅的一面。
但令人沮丧的是,这些文明可以或许彼此感知的概率就很是小,相遇的机遇就更小了。
好比银河系这样大的星系只有1个文明,在我们四周的大小麦哲伦星系这样的细姨系,就很难孕育或成长出可以或许对地外通信的文明,而距离我们比来的大星系是仙女座星系,距离我们达254万光年,不要说通信旌旗灯号衰减,就是彼此传递达到对方也需要254万年。
若是文明的科技寿命只有1万年,这种旌旗灯号可以或许收到吗?所以,关头是可以或许通信的科技文明可以存续多久,才是文明之间可否联络的关头。
费米悖论
上宿世纪还有个关于地外文明的闻名理论,叫费米悖论。这个理论是闻名物理学家、诺贝尔奖得本家儿恩利克·费米在1950年提出的,这个悖论最简单最闻名的一句话就是“既然外星人存在,那么它们在哪儿呢?”
具体说来,费米悖论通俗的诠释有这么几个不雅点:1、宇宙已经形当作了138亿年,地球应该不是独一的文明,宇宙中有良多比地球老良多的星球,那边的文明应该很古老,那么即便很迟缓的宇宙飞翔,达到我们这里也只需要几百万年,我们怎么没有发现它们?2、即便文明稀少,星际观光很难碰到,那么任何文明成长到高级阶段都要扩张和移民,要有四周的恒星或星系活动,至少应该有通信发出,我们怎么没发现?
这个理论在天文学界被广为正视,几十年来科学家们一向在探寻这个问题,1975年,闻名美国粹者麦克·哈特颁发了《关于地球上地外文明缺席的诠释》论文,初次把费米悖论作为一个严厉的概念进行会商,对费米悖论问题给出了4种诠释(引用):
1、对地外文明而言,进行星际观光还不成行。2、从念头阐发,地外文明不筹算和人类进行接触。3、地外文明方才呈现不久,和人类的接触还需要一段时候。4、地球已经被外星文明拜访过了,只是我们不知道罢了。哈特一一进行会商后,认为以上四个来由都不当作立,由此得出的反推结论只能是:地外文明底子不存在。
物理学家斯蒂芬·韦伯则在2002年颁发的《地外文明在哪儿?》一书中,列举了费米悖论的50中解决方案,大致归纳为三个方面:1、宇宙中除了地球人类文明,不存在其他文明;或许外星文明一向存在,或者曾经存在过,但它们无法与我们接触;3、外星文明来过地球,它们不想让我们知道,而我们也无法知道。
这些回覆似乎涵盖了为什么迄今为止,我们还没有发现地外文明的原因。
还有一种不雅点认为,伽马射线暴将文明扼杀在摇篮里。
宇宙中一些极端天体事务,如超新星大爆发、中子星碰撞、黑洞碰撞等,会按期或不按期会发生庞大能量的伽马射线暴,这些庞大能量杀灭了宇宙中90%以上的生命或文明,并且让文明永远也难以上升到高级阶段,是以文明之间没有彼此感知的机遇,更没有碰头的机遇。
还有不雅点认为,宇宙情况的多样性,培养了文明的多样性,各类文明感厚交流器官和体例很可能完全分歧,由此就更难彼此感知了,所谓重逢何须曾了解或许也合用地外文明呢。
当然,这一切都只是猜想,人类还依然在动用一切第一流的科技手段,孜孜不倦地寻找着地外文明,但愿找到我们的知音,让人类在这浩渺宇宙不再孤傲。人类的尽力会有收成吗?或者说地外更高级的文明会找到人类吗?我不知道,一切皆有可能。或许明天就会有新发现也未可知,我们等候。
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