當(dāng)你凝視深淵時(shí),深淵也正在凝視著你!
美國(guó)康奈爾大學(xué)的天文研究團(tuán)隊(duì)在《自然》上發(fā)表了一篇研究論文,表示:在離我們大約100光年的范圍里,有29顆符合條件的宜居行星存在,而這些宜居行星可能存在能夠監(jiān)聽人類無線電信號(hào)的外星文明。

這29顆宜居行星是如何找到的?
首先得說明一點(diǎn),我們?nèi)祟惸壳斑€沒有在宇宙中找到任何一個(gè)外星文明,因此這里的29個(gè)外星文明純粹是從宜居帶的概念以及天文觀測(cè)方法—“凌日法”出發(fā),所找的的29個(gè)理論上適宜生命存在的行星。問題來了,什么是宜居帶?凌日法又是什么呢?
- 宜居帶
首先所謂“宜居”,就是適宜生命存在,而“帶”指的就是一個(gè)空間范圍。由于從人類的角度尋找外星人,只能以地球生命作為標(biāo)準(zhǔn),也就是你找的地方,必須適合地球生命存在。

可能有朋友覺著這樣不合理,因?yàn)槟悴荒茏C明宇宙中的生命存在形式都同地球生命一致。沒錯(cuò),但尋找外星人,我們?nèi)匀恢荒苡玫厍蛏ズ饬?,因?yàn)檫@是我們目前所知道的唯一存在的生命形式,只用這樣才能夠保證宜居帶定義的準(zhǔn)確性,換句話說,也就是寧可少一點(diǎn),也不能錯(cuò)一點(diǎn)。

那么這里的宜居帶實(shí)際上可以分為兩個(gè),一個(gè)銀河系宜居帶,一個(gè)是太陽(yáng)系宜居帶。
- 我們先來看銀河系宜居帶
簡(jiǎn)單來講,就是看看銀河系哪些地方能夠誕生類似地球這樣的行星。我們有三個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn),分別為:高能輻射不能強(qiáng),恒星數(shù)量不能太多,重元素豐度要足夠。

如何理解呢?首先輻射不能強(qiáng),指的就是不能在銀河系核心附近,因?yàn)槟抢飺碛写罅亢诙匆约案呙芏群阈牵绻麜r(shí)不時(shí)來幾波伽馬射線掃過去,沒有什么生命能夠扛得住。

其次恒星數(shù)量不能多,這個(gè)簡(jiǎn)單,因?yàn)閿?shù)量一多,引力環(huán)境就比較復(fù)雜,而生命的誕生需要一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境,就好似太陽(yáng)系,誕生的這50億年來,并沒有其它什么恒星對(duì)其產(chǎn)生過巨大“沖擊”。
最后這個(gè)重元素豐度是什么意思呢?也很簡(jiǎn)單,因?yàn)橛钪嬷凶疃嗟膬蓚€(gè)元素是氫和氦,然而這兩個(gè)元素卻不足以直接構(gòu)成生命體,甚至連巖石行星都沒法構(gòu)成,因此銀河系宜居帶必須要在重元素豐度達(dá)標(biāo)的位置。所以綜合上面三個(gè)條件,銀河系宜居帶的位置,應(yīng)當(dāng)在銀盤,也就是太陽(yáng)系這個(gè)半徑左右的范圍。

- 那么太陽(yáng)系宜居帶又是什么呢?
這個(gè)最簡(jiǎn)單了,就一句話,能夠讓液態(tài)水存在的范圍就是太陽(yáng)系宜居帶。因?yàn)樯嬖诘谋貍錀l件就是水,而想要讓液態(tài)水存在,那么就要滿足:太陽(yáng)與行星的距離合適,不能太熱也不能太冷;其次行星本身也要有保溫能力,液態(tài)水要能在其表面存在
下圖為太陽(yáng)系宜居帶范圍,可見我們的地球正好在其內(nèi)

凌日法是什么?
說完宜居帶,我們?cè)賮砜戳枞辗?。?jiǎn)單來說,就是利用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)一個(gè)恒星進(jìn)行觀測(cè),如果這顆恒星擁有行星環(huán)繞,那么就可以通過望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)恒星的亮度產(chǎn)生變化,之后根據(jù)周期以及其它一些條件,還能判斷行星是否處于該恒星的宜居帶。

就是憑借凌日法,美國(guó)康奈爾大學(xué)的天文團(tuán)隊(duì),在銀河系特定范圍內(nèi)找到了2034個(gè)適宜的恒星系統(tǒng),之后更是考慮到了人類發(fā)明無線電波通訊的時(shí)間是1895年,也就是一百多年前。因此外星文明想要利用監(jiān)聽電波的方式來尋找智慧生命,那么我們就應(yīng)該把范圍定在半徑100光年之內(nèi)即可(因?yàn)殡姶挪ǖ乃俣仁枪馑伲祟愖钤绲男盘?hào)目前也只不過在宇宙中飛行了一百來年罷了)。
而在這個(gè)范圍內(nèi),一共有29顆宜居行星符合條件,因而在理論上,如果都存在生命的話,那么也就是有29個(gè)外星文明可能已經(jīng)注意到地球生命的存在了。
那么銀河系中有多少外星文明存在呢?
說到這,想必大多數(shù)朋友會(huì)產(chǎn)生疑問,既然你說有29個(gè)外星文明可能已經(jīng)注意到我們了,那么整個(gè)銀河系內(nèi)到底有多少外星文明呢?這個(gè)問題有答案嗎?
這么說吧,實(shí)際上沒有答案(因?yàn)槿祟惸壳斑€沒有找到一個(gè)外星文明),但是理論上可以有答案,就是德雷克方程。

上世紀(jì)六十年代,美國(guó)天文學(xué)家法蘭克·德雷克為了研究外星文明這一問題,提出了一個(gè)能夠估算銀河系當(dāng)中能夠使用電磁波通訊的文明數(shù)量。
這個(gè)公式的形式如下圖所示:

其中等號(hào)左邊代表了數(shù)量,右邊七項(xiàng)從左往右所代表的含義,依次為:
銀河系的恒星形成率:銀河系內(nèi)包含的恒星數(shù)量大約在兩千億顆,而銀河系的年齡在130億歲左右,因而平均下來,每年誕生恒星15顆
有行星系統(tǒng)的恒星占比:按照恒星形成理論,大多數(shù)恒星都應(yīng)當(dāng)存在行星環(huán)繞,因而這個(gè)數(shù)值取0.8
行星系統(tǒng)中存在宜居行星的比例:根據(jù)已知的觀測(cè)數(shù)據(jù),這個(gè)比例很低,只有百分之幾,我們樂觀些,就取個(gè)0.08吧
宜居行星存在生命的占比、生命能產(chǎn)生智慧的比例、智慧生命最終能發(fā)展出科技的占比:這三項(xiàng)放到一塊說,因?yàn)檫@三者與時(shí)間的關(guān)聯(lián)非常緊密,因?yàn)橹挥袝r(shí)間足夠充裕,這三者似乎都能成立,所以我們都取1

發(fā)展出科技的文明的平均壽命:這個(gè)就拿我們?nèi)祟愖约簛碚f吧,以發(fā)現(xiàn)電磁波為開始,就算我們?nèi)祟愡M(jìn)入了科技時(shí)代,那么你覺得人類還能存在多久呢?
未知,因而這個(gè)變量的主觀性太強(qiáng),或者說沒有一個(gè)準(zhǔn)確的例子供我們參考。但前面六項(xiàng)都已經(jīng)定量了,那也不能只剩一個(gè)不管了呀。這樣吧,就取150年到5000年(其實(shí)我感覺少了,畢竟恐龍都存活了上億年,但考慮到人類內(nèi)部會(huì)有戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),這一個(gè)巨大的不穩(wěn)定因素)
算下來的結(jié)果就是:144到4800,也就是說銀河系內(nèi)存在能使用電波通訊的文明數(shù)量:144到4800個(gè)之間(但這個(gè)數(shù)值,不同的人有不同的答案,誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò),爭(zhēng)議很大)
總結(jié)

一句話:宇宙這么大,如果只有人類自己,豈不是太浪費(fèi)空間了!
#美團(tuán)隊(duì):29個(gè)外星文明或已發(fā)現(xiàn)地球#