
新浪科技訊 北京時間6月19日消息,在銀河係旋臂的數千億(yi) 顆恒星中,會(hui) 存在多少外星智慧文明?一項新研究給出的計算結果是:36個(ge) 。
該研究假設地球生命在一定程度上代表了宇宙中普遍的生命演化方式,認為(wei) 智慧生命誕生於(yu) 一顆與(yu) 恒星距離適當的岩石行星上,經曆大約50億(yi) 年的演化過程。如果這一假設是正確的,那麽(me) 在銀河係中,人類可能並不是唯一的智慧生命,隻是由於(yu) 距離太過遙遠,使我們(men) 至今還未與(yu) 其他鄰居相遇。
資深天文學家塞斯在加利福尼亞(ya) 州山景城的搜尋外星文明研究所(SETI Institute)工作,並未參與(yu) 這項新研究。他表示,該研究的另一個(ge) 重大假設是宇宙中所有地方的生命演化時間軸都與(yu) 地球相同,這意味著表麵上看似精確的計算其實具有誤導性。
“如果你放寬這些很重大假設的條件,那你可以得到任何想要的結果,”肖斯塔克說道。
遙遠的鄰居
當然,人類是否是宇宙中唯一智慧生命的問題,目前來看短時間內(nei) 不會(hui) 有確定的答案。不過在1961年,天文學家弗蘭(lan) 克·德雷克(Frank Drake)提出了一種估計地外文明數量的方法,即著名的德雷克方程式。這個(ge) 方程式根據不同的變量,確定人類是否有可能找到外星智慧生命(或者被其發現)。這些變量包括:銀河係中每年的恒星形成速率;恒星與(yu) 行星的數量之比;形成生態係統的行星占所有行星的比例;以及演化出生命的行星所占的比例。接下來還可以進一步縮小範圍,加入更多變量,如產(chan) 生智慧生命(而不是簡單的藻類)的行星占所有行星的比例,以及其中發展出通訊能力(可以從(cong) 太空探測到)的行星所占的比例(人類就屬於(yu) 這一類,因為(wei) 人類應用無線電波進行通訊的曆史已有將近一個(ge) 世紀)。
最後一個(ge) 變量是與(yu) 外星文明交流所需的平均時間。銀河係大約有140億(yi) 年的曆史。如果智慧程度較高並具有星際通訊能力的地外文明最多能持續幾百年,那麽(me) 地球人與(yu) 他們(men) 的交流機會(hui) 也就少得可憐了。
求解德雷克方程是不可能的,因為(wei) 大多數變量的值是未知的。然而,英國諾丁漢大學的天體(ti) 物理學家克裏斯托弗·康塞爾利斯(Christopher Conselice)和同事們(men) 對使用恒星形成和係外行星存在的新數據進行嚐試饒有興(xing) 趣。係外行星是指在太陽係以外圍繞其他恒星運行的行星。在6月15日的《天體(ti) 物理學雜誌》(The Astrophysical Journal)上,康塞爾利斯發表了他們(men) 的研究結果。
“在幾年前,這篇論文是不可能寫(xie) 出來的,”康塞爾利斯說道。研究小組計算了銀河係中恒星的年齡分布,尋找其中至少有50億(yi) 年曆史的恒星,這樣的時間跨度可能足以形成類似人類的文明。他們(men) 發現,銀河係中97%的恒星年齡超過50億(yi) 年。康塞爾利斯表示,我們(men) 所處的太陽係有45億(yi) 年的曆史,在銀河係中相對較新,因此銀河係中存在許多更老的恒星是很合理的。
然後,研究人員計算出擁有足夠密度和穩定的行星係統的恒星數量。在年齡超過50億(yi) 歲的恒星中,有大約三分之一符合條件。接下來,利用目前天文學家對係外行星分布的了解,研究人員估計了這些恒星的宜居帶內(nei) 岩石行星的數量。他們(men) 還計算出了哪些恒星具有足夠高的金屬含量,足以為(wei) 環繞其運行的岩石行星提供必要的元素,用於(yu) 建設各種基礎設施(比如無線電發射器)。最後,他們(men) 根據迄今為(wei) 止使用無線電技術的地球時間線,將具有通訊交流能力的文明壽命設定為(wei) 100年。
結果如何?研究人員發現,如果其他行星上的生命演化軌跡地球相同,那麽(me) 在今天的銀河係中,應當存在著36個(ge) 具有智慧、能與(yu) 人類交流的外星文明。不過,這一估值具有不確定性,外星文明的數量範圍在4個(ge) 到211個(ge) 之間。如果外星文明大致均勻地分布在銀河係各處,那麽(me) 我們(men) 最近的鄰居可能就在17000光年之外。
如此遙遠的距離意味著我們(men) 不太可能聯係上他們(men) 。研究人員計算出,外星文明所廣播的可探測信號理論上需要大約3060年的時間才能被我們(men) 接收到。換言之,要與(yu) 這樣的外星文明建立雙向對話,人類(和外星人)必須在至少6120年的時間裏保持文明的延續。
對假設的質疑
對於(yu) 尋找外星人的問題,研究人員還提出了更加樂(le) 觀的設想。例如,如果生命在50億(yi) 年之後的任何時間——不一定是在50億(yi) 年時——都能演化出智慧文明,則銀河係中可能存在的文明數量將上升到大約928個(ge) 。在這種情況下,一個(ge) 地外文明隻需要1030年的時間就能與(yu) 我們(men) 取得聯係。
肖斯塔克表示,這些估算數字的問題在於(yu) ,研究作者們(men) 用天文數據填補了德雷克方程中的一些空白,卻沒有經過太多討論就省略了一些最複雜、最具爭(zheng) 議的變量。生命真的會(hui) 在類太陽恒星係適居帶內(nei) 的任何岩石行星上演化嗎?生命誕生45億(yi) 年後就一定會(hui) 演化出智能生命嗎?如果6600萬(wan) 年前沒有小行星撞擊地球而導致恐龍滅絕,那麽(me) 地球上智能生命的演化時間軸可能就完全不同。肖斯塔克認為(wei) ,或許最具局限性的變量是其中一個(ge) 假設:一個(ge) 能夠交流的文明隻會(hui) 在一個(ge) 世紀的時間內(nei) 傳(chuan) 遞出信號。他表示,即使對人類文明來說,這樣的論斷似乎也過於(yu) 悲觀。盡管近幾個(ge) 月來人類文明遇到了許多挑戰,但在可預見的未來,人類似乎不太可能停止使用無線電波。
德雷克方程的解“在很大程度上取決(jue) 於(yu) 生命發展的可能性,以及(智慧生命)在一顆行星上出現的可能性,還有智慧生命延續的時間,”肖斯塔克說,“這些都是可以使答案發生數量級改變的重大事件。”
康塞爾利斯表示,計算是理解人類存在及其未來的一種方式。如果事實證明,銀河係中存在的文明比該研究所預測的更多,那就意味著生命可以在比地球更寬泛的條件下演化,或者表明迄今為(wei) 止,地外文明的壽命往往比我們(men) 人類的文明長久得多。“如果我們(men) 發現了很多這樣的行星,那將是一個(ge) 好跡象,表明我們(men) 的文明可能有很長的壽命,”康塞爾利斯說道。
另一方麵,如果對地外生命的搜尋仍然一無所獲,可能就意味著生命的出現在宇宙中非常罕見;或者當智慧生命出現時,他們(men) 往往會(hui) 迅速自我毀滅。也許銀河係在幾十億(yi) 年前還是相對“熱鬧”的,但那些生命早已灰飛煙滅。
肖斯塔克表示,最終隻有一種方法可以找到答案。他說:“隻有找到一兩(liang) 個(ge) 這樣的外星社會(hui) ,你才能寫(xie) 論文來估計宇宙中會(hui) 有多少外星文明。”
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