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0037 星空有生命吗

    寻找外星文明并非科学怪人和阴谋论者的专利,天文学家——尤其是那些聪明的天文学家——一直专注于这个领域,他们甚至创造出一个方程来计算找到外星文明的可能性。

    1201年,大博就首先写下了德雷克方程,试图计算银河系中那些活跃的、有着发达科技并且能够与人类交流的外星文明的数量。方程如下:N=R*×fp×ne×fl×fi×fc×L,

    其中:N代表外星文明的数量

    R*代表银河系内恒星的数量

    fp代表恒星系具有行星的概率

    ne代表每个恒星系统中具有宜居行星的概率

    fl代表宜居行星孕育出生命的概率

    fi代表生命进化出智能生命的概率

    fc代表智能外星文明用人类可以识别的科技手段向太空传播信息的概率

    德雷克方程中的未知量分别取自天文学、地质学、生物学以及人类学,每一个未知量的存在都以前一个未知量的存在为前提,逻辑上环环相扣,算得上是一个很聪明的方程式。

    德雷克方程提出后,天文学家在一段时间里对这个式子并没有太大信心。首先,式子中的未知量的代入值难以确定,12世纪60年代,天文学家甚至还不知道太阳系外的恒星是否真的拥有行星。其次,德雷克方程写在宇宙大爆炸学说被验证之前,以已经偏离天文学主流理论的恒稳态宇宙模型(恒稳态宇宙模型认为,宇宙的过去、现在和将来基本上处于同一种状态,从结构上说是恒定的,从时间上说是无始无终的)为基础,天文学家觉得R*的数值难以确定。另外,被德雷克方程所激励的“搜寻地外文明计划”——用无线电信号寻找外星人——也是泥牛入海无消息,找到外星文明的前景并不乐观。

    计算宜居的行星:R*:银河系内恒星的数量

    今天,世界各地的天文台已经做了多次全景巡天和深巡天,天文学家可以简单地看清银河系有多长、多宽、中心的隆起有多厚,他们通过观察就能够估计出恒星的数量,自然不需要去理会宇宙大爆炸学说了。天文学家已经达成共识:银河系中恒星的数量在2000亿~4000亿之间。相差仅两倍的不确定性是可以接受的,乐观的天文学家会倾向于选用一个最大的数字——4000亿。

    .fp:恒星系具有行星的概率:在过去的20年中,借助强大的太空望远镜,新发现的系外行星像雨后春笋那样纷纷“破土而出”,比如开普勒太空望远镜,它已经明确发现了超过130颗系外行星,还探测到3000多颗有待确认的潜在行星。这些新的发现,给予了天文学家有关银河系内系外行星数量的普查数据。根据普查结果,天文学家认为,恒星系具有行星的概率至少有80%,乐观点,fp取1也是可以的。

    ne:恒星系统中具有宜居行星的概率,一颗正值壮年的恒星,是否能够“支撑”起一片适宜居住的生命世界呢?一颗类似于太阳的恒星——带有太阳的质量、半径和寿命——是可以做到的,人类文明的存在就是证明。但是,更大、更重的恒星可以么?有时候,太大意味着燃烧得太快,以至于恒星进入暮年时生命还没来得及出现。一颗低质量的恒星也不保险,因为小恒星可能不太稳定,它会时常闪烁,吹走行星的大气层或者发出足量的紫外线,杀死生命。

    另外,天文学家还要考虑许多问题。比如,恒星系中是否有足够的重元素来支持生命活动,或者恒星在银河系中所处的位置是否安全——如果恒星靠近黑洞或者位于混乱喧嚣的银河系中心,那里就很难出现宜居世界。即便恒星的问题能够搞清楚,宜居的标准也是难以判定的——地外星当然是宜居的,然而在早期的太阳系中,地外星和金星、火星的自然条件其实是相似的,但后者现在肯定是一片不毛之地;外太阳系的木卫二和土卫二都带有地下海洋,可能隐藏着尚未被发现的地下生命,那么这两颗卫星应不应该被视为宜居世界呢?

    所以,许多问题都是说不清的,天文学家只能做出一个保守的估计:银河系中至少1/4的恒星可以拥有一个潜在的宜居行星。

    fl:宜居的世界能够产生生命的概率,前面的三项乘起来,天文学家得到了一个银河系中宜居行星的保守数量:1000亿——这是个不错的数字。但是,方程中后面的4项才是更大的挑战,因为这4项更加。