今天我们来聊聊一个吸引无数人思考的话题:外星人是否存在呢?设想一下,如果我代表地球,代表人类,而大家则是外星智慧生物,我会想要怎样去找到你们,又怎样估算你们的数量呢?这一话题悬而未决,值得我们共同思考。
在我年轻的时候,我其实非常关心两个问题,一个是为什么恐龙灭绝,另外一个则是宇宙中是否有其他的生命存在。
恐龙的灭绝会引发许多有趣的讨论,而外星生命的存在则更是亘古不变的热点。
我相信,在座的各位也同样对这两个问题充满了好奇与疑惑,无论是从科幻作品,还是从科学讨论中,似乎外星人一直都在左右着我们的思考。
人类对于外星生命的探索由来已久,古往今来,许多文化中都有关于外星人的传说。
在古老的壁画上,甚至可以找到像飞碟一样的图案。
金字塔的造梦故事中,有人认为它们是外星人建造的产物。
而在复活节岛那些巨大的雕像也是认为外星文明留下的印记。
这些故事多来自国外,但在我们中国,其实也有关于外星人的描述。
比如古代小说《搜神记》,其中有一段说的是一个小孩自称来自荧惑,荧惑又是指什么呢?在古人的眼中,或许这个小孩是从星星上来的,后来我们今天的看法可能会认为这是火星人或某种外星生命访问地球的寓言。
不仅仅是我们普通人会好奇,天文学家们也在不断验证这样的问题。
其实,这已然成为一个严肃的科学课题!我们提到的哈佛和史密松天体物理中心的科学家们,就列出了一个重要问题:是否存在太阳系外的文明。
我们的探索从未停歇,且不仅仅是偶然的心血来潮。
美国成立了专门的地外文明搜寻实验室,经过四十年的耕耘,这是为了更科学地寻找与外星文明的联系。
可以说,人类已经严肃地投入了大量时间、精力进行观察与研究。
大家肯定会问,经过这四十年的探索,真的找到了外星文明的证据吗?让我们先来了解一下这些探索的历史。
1967年,约瑟琳·贝尔博士通过射电望远镜,发现了一种规律性的信号。
她认为,宇宙如果没有其他智慧生命,接收到的信号会是随机的。
但如果一个信号持续以规律的方式出现,那这就可能是外星生命的信号。
于是她给它起了个名字,叫“小绿人”。
当然,后来经过研究发现,这个信号并不是外星文明的信息,而是来自一种叫脉冲星的天体。
脉冲星不断地发出信号,仿佛宇宙中的灯塔。
在一定意义上,约瑟琳获得了诺贝尔物理学奖,尽管她的导师是获奖者,这是科学发展中一个颇具戏剧性的故事。
随着科技的进步,现代天文学家又开始关注一种新兴的信号,称为快速射电暴。
大家可能会问,这种信号有什么特别之处呢?因为我们平时的手机通话、电视观看、各种通讯方式,都是依赖无线电波传递信息。
如果在宇宙某一特定方向突然出现信号爆发,可能意味着存在智能文明。
而快速射电暴就是被视为这样一种可能的信号。
科学家们在地球各种角落设置接收器,期待从浩瀚的宇宙中接收这类信号。
尤其是我们中国的“天眼”,也在针对快速射电暴进行很多探索,结果可惜的是这些信号的产生更可能与天体,比如中子星或黑洞有关,这让我们的探索之路更加艰难,也让我们体验到了宇宙的神秘。
我将之前提到的这种方式称之为“盲搜”,也就是说我们不专门朝向某一特定方向去寻找信号。
就像在宇宙中随意“听”,如果听到某类信号,那就或许意味着文明存在。
反之,如果听不到信号,则可能没有生命。
如果足够幸运,我们能否进行更有针对性的探索呢?人类的生存离不开行星,如果我们认真调查这些行星,是否可以找到更多的线索?不过究竟该怎么去寻找呢?这一点其实相对简单。
我们的人类生活在行星上,而在宇宙中我们已经发现了数以千计的行星。
既然如此,为什么不对这些行星进行更细致的观察,寻找外星生命的痕迹呢?例如,若某个星球拥有工业文明,则它的气氛在其他星球中将会有所不同。
随着工业化的进展,该星球的大气层信号也会显然不同。
我们可以通过对行星大气的研究,检验是否存在工业文明的可能性。
另一种方法是观察行星在夜间的光亮程度有无变化。
当一个文明存在时,其所在的行星夜晚会发光。
而没有文明的星球则显得一片黑暗,这种亮度上的差异,有可能成为我们寻找文明的一种有效方式。
另外,这里还有一种极具科幻色彩的设想。
如果一个文明发展到了可以充分利用一个恒星系内所有能量的程度,那它可能会建造戴森球。
这种假想中的结构,它的出现可以引发光的变化,与我们此时此刻探寻的宇宙信号无关。
比如,当一颗恒星被完全包裹住时,它的光亮会骤然消失,且并不伴随超新星爆发等天文现象,这就让我们不得不怀疑,是否可能是外星智慧文明在进行某种活动。
同时,在没有完全包裹的状况中,恒星的光亮模式可能会因为外星文明的存在而出现变化,这样的光变现象也是我们观察是否存在戴森球的线索。
然而,我们至今所接收到的信号,在反复的分析下始终没有确凿的证据证明地外文明的存在。
那么,如果找了这么久,难道就没有外星生命的身影?这时我们要反思,银河系中是否真正存在这类文明呢?如果真的有,那么数量又会有多少呢?1961年,德雷克博士提出了计算银河系中外星文明数量的想法。
他认为,在进行认真搜索之前,我们可以先进行一番推算。
这样的思路,让地外文明的概念逐渐从科幻走入现实,甚至成为了一项严肃的科学研究。
德雷克公式的出现,为我们提供了一种计算银河系中存在的外星文明数量的方程。
这公式中包含许多参数,接下来我会一一为大家解读,并引导大家思考,如果想估算这些文明的数量,有哪一些因素需要考虑。
首先,想要估算数量,我们就得先算银河系中的恒星个数。
为了得到这个数据,我们可以确定银河系每年产生恒星的数量,再乘以恒星的平均存在时间。
根据目前的观测,银河系每年大约能产生1.5至3颗恒星。
然后我们问,第二个可以考虑的参数又是什么呢?这涉及到这些恒星周围存在行星的概率。
观测数据显示,几乎所有恒星都有行星环绕。
基于这个数据,我们可以粗略判断,恒星周围有行星的概率可能为1。
不过,科学讲究的是严谨,因此在有些情况下,我们要稍微保守。
对部分暗淡或遥远的恒星不是那么容易观测,因此可以选择将这个概率设定为1/10。
在前两个参数具有较高可靠度之后,我们要考虑的下一个问题是,即便行星众多,并不是所有行星都有生命,这涉及到“宜居带”的概念。
简而言之,“宜居带”是指围绕恒星的一种特定区域,在这个区域内,温度适合生命存在。
我们对太阳系的探测发现,大约有10个天体处于宜居带。
因此我们可以推测,其他恒星系统中也可能有类似数量的宜居带行星存在。
在说到宜居带的行星后,我们又不得不询问:在这些宜居带当中,究竟有多少个天体可以孕育出生命呢?目前我们对这方面的观测尚不够全面,拿太阳系来说,我们只发现了地球上有生命。
而基于这个现象,乐观来看大概可以认为,在10个宜居带中,可能存在1个能产生生命。
接下来,以人类自身为参照,我们探讨生命进化成智慧生命的概率。
现阶段地球的情况确实如此,生命已经演变为智慧生命,但并不是所有的生命都会做到这一点。
科学家们认为,生命演变为智慧生命的可能性可在1/5000至1之间。
继续探讨一下,智慧生命真正演变为能够进行通讯文明的机会又有多少?如果我们依旧以人类的情况为标准,认为技术的发展必然会使得智慧生命能够实现通讯,但这并不是必然的。
反思一下,人类历史上曾经也存在诸多文明,如古埃及、古巴比伦等,但是,能够发明出利用电磁波进行交流的文明,也仅限于近现代科学腾飞之后的成果。
因此,从这一角度出发,演变为星系通讯文明的几率可能在1/100到1之间。
等到前面几个相关概率完成之后,最后一个问题就是,文明的持续时间究竟受哪些因素影响呢?例如,自然灾害、社会动荡等都能对文明的延续产生重大影响。
基于这些因素,对于人类文明的最后时光仍是难以捉摸。
有观点认为如果人类导致毁灭,文明或许只有500年的光景。
但从乐观的角度看,如果能够一如既往地重视科技发展,文明可能会持续更长的时间,甚至达到100万年也并非不可能,因为技术的演进能够帮助人抵御外部威胁。
在估算完所有相关的参数后,大家或许都想知道银河系中有多少个可交流的外星文明呢?总结下,悲观估计大约为千万分之一,乐观则针对1000万。
诺丁汉大学的最新研究成果表明,或许银河系中竟可能存在36个这样的文明。
尽管这个数据也是有变数,但它给我们带来的未知可能令人兴奋。
自德雷克公式问世后,地外文明研究不断蓬勃发展,各类科研论文也随之增多,随着研究的深入,这一领域的研究范围变得愈发广泛和深刻。
可以说,不再局限于单纯的银河系,而是开始向更远的宇宙扩展。
德雷克博士于2022年离世,为了纪念他对天文学领域的贡献,《自然》杂志特意发表了一篇纪念文章。
未来的地外文明研究愈发繁荣,令人充满期待。
我们也许能够借此思考,更应当思考的,是还有哪些文明正在努力寻求与我们联系呢?