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地外生命杂谈

作者|周已皓

审核|郑成卓

编辑|杜飞

上次小星讲述了系外行星探索的方法和历史,这次我们聊聊关于太阳系外是否存在生命的问题。

银河拱桥|图源:周已皓

在晴朗无月,没有光污染的晚上,我们抬头仰望星空,看到满天繁星。有的人会被银河的美丽感动,有的人会被宇宙的雄壮震撼,物理学家费米却突然问道:“他们(指地外生命)在哪?”。

费米提出的假设被称为“费米悖论”,表现为对地外生命存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。通俗来说就是即使恒星周围诞生生命的概率微乎其微,但由于可观测宇宙范围内巨量恒星数量,仅仅在银河系内就应该有相当大数量的生命存在。但是我们到目前为止也未能发现地外生命或是找到与生命有关的线索。

Enrico Fermi|图源:必应

1961年的绿岸会议上Drake提出了用以估算银河系中智慧生命存在概率的Drake公式:

N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L

其中,N代表银河系中具有通讯能力的生命数量;R*代表银河系生存期内恒星的形成速率; Fp代表恒星周围有行星的概率; Ne代表每个行星系 Fp中有着适宜生态环境的行星或卫星的平均数; Fl代表行星或卫星上产生生命的概率;Fi代表行星或卫星上 Fl 进化出智慧生命的概率;Fc代表行星或卫星上智慧生命 Fi 具有通讯技术的概率;L代表具有通讯技术的智慧生命存在的时间。

太阳系相对位置及夜空中星星的范围|图源:waitbutwhy.com

这个公式被看作是对费米悖论的第一次正式回应。Drake所在的研究小组在1961年根据天文观测,以太阳系为例给出了各参数的参考值:R*=10个/年, Fp=0.5, Ne=2, Fl=1, Fi=0.01, Fc=0.01, L=10000年,得出N=10个/年×0.5×2×1×0.01×0.01×10 000 年=10个。

目前来看,Drake公式有很大的不确定性,且该公式一些参数值的估算仅仅依靠人类对太阳系的认识来确定,有很强的主观性。而且该公式为一个线性系统,只要各参数值不为0,自然结果恒不为0,一定有地外生命存在。

韦伯第一张深场图|图源:NASA

根据Drake公式,银河系中可能拥有生命存在的星球,数量是庞大的,更不用说宇宙中有众多像银河系这样的星系。可奇怪的是,人类目前并没有发现地外生命存在的痕迹。

SETI@HOME计划|图源:seticlassic.ssl.berkeley.edu

当然,我们也没有放弃搜寻地外生命的计划。地外生命搜寻研究所 (简称SETI)是一个致力于搜索宇宙间地外生命的私有非营利科学组织。SETI@HOME (在家里寻找外星生命) 计划是SETI的一个研究课题, 由美国加州大学伯克利分校于1999年5月发起的一项大型科学探索试验。它利用连入Internet的成千上万台计算机的闲置能力, 采用分布式计算方式来处理位于波多黎哥的Arecibo望远镜收集的来自太空的无线电波。到该项目结束为止, 全球已经有500多万台电脑拥有者志愿参加了此项科学试验, 贡献了相当于个人电脑100万年连续运算的计算量。SETI针对地外生命进行了主动式探索, 但或许由于宇宙空间极其浩瀚、电磁频段非常宽导致选择困难、地外生命形式可能与地球上的相差甚大等原因, 自该计划实施至今, 没有接收到任何地外生命发出的通讯信号。

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参考文献:

[1]向世民,黄定华,高举,林鑫波.寻找地外生命的进展与前景[J].地质科技情报,2009,28(06):128-135.

[2]王梅.关于地外生命与地外生命探索的几点讨论[J].重庆教育学院学报,2009,22(06):23-26.

[3]田丰.宜居环境与地外生命[J].科学通报,2016,61(19):2093-2100.

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