宇宙中有多少个地球外文明?存在某个变量,使搜索困难

宇宙中有多少个地球外文明?存在某个变量,使搜索困难

在寻找外星人的研究中只有一个问题。“你们在哪里?”

传送到地球外生命的信息是“音乐”。 这个问题是大约70年前获得诺贝尔奖的物理学家恩里科·费尔米Enrico Fermi)在午餐时提出的。自从我将它们扔给同事以来,我一直在折磨他们。该星系拥有数十亿个太阳般的恒星,其中大多数由行星轨道运行。尽管进行了数十年的探索,但天文学家仍未找到可能的生命之星。这就是“费米悖论”。银河系中应该有许多外星文明,但实际上它们是永远找不到的。

关于“地球外文明超过36岁”的新估计

搜寻外星情报(SETI)的研究人员长期以来一直在思考费米悖论的许多答案。最有说服力和最明显的答案是“也许外星人的智能生活形式比我们想象的要少得多”。如果是这样,多少?许多科学家试图应对这一臭名昭著的挑战。总而言之,银河系中的外星文明数量在零到一亿之间。估计范围不是很有用。但是英国的两位新物理学家在一次新尝试中得出了令人惊讶的明确结论。根据6月15日发表在《天体物理学杂志》上的论文,地球外文明可以向银河系传达他至少应存在36个星体的信息。这不是一个很大的数目,并且可能会包含一些令人失望的结果。根据该文件,我们要找到一个外星文明将需要数百年,而我们最近的邻居将在大约17,000光年以外。诺丁汉大学的天体物理学家说:“过去一直很乐观,认为宇宙中应该有生命形式,但是最近,人们开始看到一种更加悲观的观点。”该论文的合著者之一克里斯托弗·康塞里斯(Christopher Conceris)说:“那是自然的。但是现在我们有了信息,我们需要合理地估计其他星球如何形成生命。” ”

计算知识文明数量的方程式

自现代SETI开始以来,就一直在尝试推断星系中智能生命的可能性。在1961年完成世界上第一个外星人的无线探索(ET)仅仅几个月之后,天文学家Frank Drake就想知道SETI活动的未来,还是SETI活动在美国是否有未来。我们召集了几位关键科学家进行讨论。在会议上,Drake创建了一个问题列表,以帮助确定此任务成功的机会。其中一些问题,例如一年中在银河系中形成的恒星数量以及具有行星系统的恒星的比例,都是可以在第一次接触之前回答的问题。另一方面,只能估算出地球上智能生命的发生率以及一个智能生命可以交流的时间段的问题。德雷克认为,通过将这些问题的答案相乘,他可以粗略估计出银河系中智能文明的数量。这是一个被称为“德雷克方程”的公式。现在,天文学家可以自信地回答德雷克方程中的一些问题。例如,具有行星系统的恒星比例(几乎),以及一年中在银河系中形成的恒星数量(很少)。另外,新一代的系外行星观测望远镜,例如詹姆斯·韦伯太空望远镜,可以投入运行,以查看其中有多少行星位于恒星周围的生物可以生存的地方。会更好的理解。一个宜居的地方,据我们所知,生命存在必不可少的液态水可以存在于地球表面。

样本太小的问题

但是,“据我们所知”恰恰是“德雷克方程”的问题。在银河系中交流的外星文明的数量是统计估计值。即,与所有统计估计一样,它高度依赖于估计中使用的假设。在德雷克方程式中,约有一半的未知数与地球外文明有关。天文学家别无选择,只能猜测,因为我们对外星人一无所知。Conceris的合著者,诺丁汉大学的工程师Tom Westby在重新审视Drake方程时也做出了两个大猜测。首先,他们专注于已知的唯一一个创造了智能生命的星球,即地球,并将其用作所有可能具有外星智能生命的星球的模型。地球诞生后约45亿年,地球人出现并开始向太空发射无线电波。因此,Conceris和Westby假设其他与地球相似的行星也会这样做。这还不是全部。他们进一步假设,在恒星周围的生物栖息地中,所有类似地球的行星在约50亿年后都会产生智慧生命。加利福尼亚非营利性SETI研究所的高级天文学家说:“一个大的假设是所有类地球行星都会产生智能生命形式,这是一个大问题。” Seth Shostak说。“我们太阳系中的火星处于可居住范围内,有些科学家认为金星也是如此。两者一直处于同一位置,直到地球,当统计人员查看大量未知人口时,他们会从小样本中推断出大量人口。这正是Conceris和Westby选择本文的目的。但是问题在于它们是从单个样本推断出来的。就像一场全国大选 这就像听一个人的想法来预测行动的结果。如果样本量较小,结果将更加分散。这就是“德雷克方程”的估计结果相差很大的原因。Conceris和Westby的论文阐明了这一点。

关键在于“文明生活”

Conceris和Westby在他们的论文中提出了两个假设。这是一个强假设和一个弱假设。一个强有力的假设是,类地行星应该在出生4.5至55亿年后生产出智能生物。地球就是这种情况,在地球诞生大约45亿年之后,人类已经开始掌握技术。较弱的假设是,通过放宽时间范围,类地球的行星可以在50亿年后的某个时候产生生命。考虑到银河系中恒星的平均年龄约为100亿年,可能还有更多的外星社会存在。社会被认为是短暂的,不会持续50亿年。有力的假设是,银河系中至少有36个地球外文明,但误差幅度很大。研究人员说,强假设的下限是银河系中有4到211个外星文明。另一方面,弱假设更有希望。据估计,至少有100到3,000个地球外社会。尽管它很宽,但考虑到银河系的大小为3,000(这是最乐观的下限),它还是很小。鉴于银河系中2.5亿颗恒星中的大多数都有行星,并且如果其中一定比例的行星是可居住的,那么可以认为那里有数百万个文明。是不是 那么,为什么强假设和弱假设都估计这么少?所有这些都来自Drake方程中的一个重要变量。变量为“ L”,即一种智能生活可以交流的时间。Shostak说:“外星人的智能生命的长寿,或者其文明交流的时间长短是最重要的。” “德雷克方程式中的其他所有条件都涉及到有多少个社会出现,但是这些社会可能没有那么长时间保持交流。实际上,这是一个著名的故事,但是Drake自己用他的名字将方程式缩短为“ N = L”。也就是说,星系中的文明数量等于这些文明的寿命(德雷克在他的汽车车牌上写了这个等式)。智能物种的寿命越长,找到它的可能性就越大。直到大约100年前,人类才获得了无线技术,然后,核战争和气候变化之类的事物威胁着它们的生存。人类文明能持续多久?这取决于我们如何处理面临的危险。它还创造了威胁人类生存的事物,例如气候变化。人类文明能持续多久?这取决于我们如何处理面临的危险。它还创造了威胁人类生存的事物,例如气候变化。人类文明能持续多久?这取决于我们如何处理面临的危险。

超出思维实验的估计

Conceris和Westby在他的论文中对第二个主要假设持悲观态度。无论是外在文明,无论是强假设还是弱假设,人类都是拥有无线技术约100年才能将其存在传输到星系的同一时期。我认为仅此而已。这意味着我们人类已经濒临灭绝。但是,为地球外文明的估计寿命选择一个不同的数字也是完全武断的。知识文明会生存500年吗?还是会持续一万年?如果您想肯定地知道答案,那么您只能找到一种知识文明。伯克利SETI研究中心(不参与Conceris的工作)的负责人安德鲁·赛米昂(Andrew Chemion)说:“到银河时代,人类获得技术的时间就非常短。换句话说,当我们人类可以与地球外社会接触时,他们可能比我们大得多。Shemion说:“通过证明使用技术的文明可以持续很长时间,这将鼓励我们。” Shemion还是“突破听”项目的负责人,这是有史以来规模最大的SETI实验。该项目由俄罗斯百万富翁尤里·米尔纳(Yuri Milner)出资1亿美元,多年来一直在使用地球上最强大的射电望远镜探索生命迹象的空间。如果我们人类能够找到地球外的生命形式,则该小组的化学家可能会找到。Shemion说,估计外星生命的存在是一个有趣的思想实验,但是在实际联系到它之前,不可能确定哪个估计比其他估计更准确。Shemion说:“演绎论点不能代替实验程序。” “这个问题的唯一答案