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费米悖论揭秘宇宙文明的命运 外星人在哪?

浏览次数: 作者: 发布时间:2015-01-02

人们看着璀璨星空时,会有各种各样的想法,有些人会震撼于星空之美,有些人会沉醉在这里,而星空里到底有没有外星人呢? 费米所说的他们指的是外星人。他的意思并不是想知道外

人们看着璀璨星空时,会有各种各样的想法,有些人会震撼于星空之美,有些人会沉醉在这里,而星空里到底有没有外星人呢?

费米所说的“他们”指的是外星人。他的意思并不是想知道外星人具体住在哪里,而是我们为什么到现在还没有发现外星人。按理说,宇宙的星体数量之多和年龄之长是惊人的,这意味着地外文明应该是广泛存在的。但事实与理论却不是一回事,所以费米认为这是一个悖论,科学界把这个现象称之为“费米悖论”。

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下面我们从宇宙的尺度和年龄两个方面来说明为什么存在费米悖论,以及对费米悖论进行详细的解读。

上篇 为什么说存在费米悖论?

无数的星星

真正的星空可以说是广阔无垠的,我们肉眼所能看到的大都是在我们附近的星体。在观测条件最好的夜晚下,我们可以直接看到大约2500颗恒星(而我们的银河系至少有1000亿颗恒星),而且它们大部分离我们不超过1000光年(或者相当于银河直径的1%左右)。所以我们肉眼能看到的实际区域如下:

考虑到宇宙中这么多的恒星和星系时,一个令我们人类好奇的问题是,“在外太空有其他的智慧生命吗?”现在让我们通过数字来思考这个问题――

就像我们银河系中恒星的数量一样(1000亿到4000亿),在能观测到的宇宙范围内,也有大致等量的星系――可以说,在这庞大的银河系里,每一颗恒星对应着外面一整个的星系。把宇宙中所有恒星都加到一起,其恒星数量大约在1022到1024颗之间,这意味着地球所有沙滩上每一粒沙子,都对应着外面大约1万颗恒星。

对于所有的恒星中有多少比例的恒星与我们的太阳类似(类似的大小、温度和光度),科学家还没有定论,一般认为其比例大约是5%到20%之间。我们在这里取最保守的数值(5%),整个恒星的数量也取最小值(1022),这样算下来宇宙中大约有5万亿亿(5×1020)颗类似太阳的恒星。

这里还有一个问题,就是这些类似太阳的恒星中,有多少像地球这样的宜居行星(具有同样的温度条件,能够维持液态水的存在,以此来为类似地球的生命提供支持)呢?有人说比例大约是50%,不过我们这里还是取一个保守值,为22%,这个数据来自《美国科学院院报》的最新研究结果。这就意味着,宇宙中所有的恒星中,至少有1%的恒星有类似地球的宜居行星,也就是说宇宙中大约有1万亿亿(1×1020)颗类似地球的行星。这就意味着地球所有沙滩上每一粒沙子,都对应着外面100颗左右类似地球的行星。下一次你到沙滩上时,可以好好地回味一下这个。

如果我们要继续分析的话,我们除了猜测也就没什么其他选择了。所以我们假设,经过了几十亿年的演化,类似地球的行星之中有1%进化出了生命(如果这是正确的话,那么地球所有沙滩上每一粒沙子都对应着一颗左右具有生命的行星)。然后在假设这些有生命的行星有1%进化出了与我们类似的智慧生命,其结果是在可观测的宇宙之中大约有1亿亿(1016)个智慧文明。

现在让我们来考虑我们的银河系,做同样的保守计算,得到的结果是,我们的银河系里大约有10亿颗类似地球的行星和10万个智慧文明。

如果银河系真的有大约10万个智慧文明的话,那么即使他们之中只是一小部分尝试发射一些无线电波、或激光、或者其他各种方式来试图寻找其他的智慧生命,那么按理说那些捕捉天外信息的射电望远镜阵列应该会找到一些信号吧。

但是事实是没有,连一个信号都没找到。

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