宇宙中有2萬億星系,200萬億億行星,沒有外星人的概率幾乎為0

2021-01-17 火星科普

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在太陽系中,恆星只有一顆,那就是我們的太陽(雖然有伴星涅墨西斯星的猜測,但目前還沒有證據)。此外,已知還有8顆行星,其中地球上存在生命和文明。迄今為止,人類已經發現了超過4200顆系外行星,它們環繞著太陽之外的恆星公轉,那些行星上會有外星人嗎?

關於這個問題,先來了解一下宇宙中有多少個星系、恆星和行星。

曾幾何時,天文學家認為銀河系就是宇宙的全部。後來隨著天體測距方法的改進,天文學家認識到了河外星系的存在,我們銀河系只是宇宙中諸多星系之一。在銀河系附近,大約有二十幾個衛星星系繞其旋轉,其中大、小麥哲倫星系在地球上肉眼可見。

星系與星系之間相隔大都非常遙遠,平均距離可達數十萬光年。據估計,在我們所能觀測到的宇宙範圍中(半徑465億光年),星系的數量可達2萬億個。那麼,星系中又包含多少顆恆星呢?

星系的直徑一般為幾萬至幾十萬光年,我們銀河系的直徑估計超過10萬光年。對於尺寸較小的矮星系,它們所包含的恆星數量約為1億顆。對於尺寸龐大的橢圓星系,它們所包含的恆星數量可達100萬億顆。對於銀河系這樣的星系,包含的恆星數量約為2000億顆。

假設平均每個星系所擁有的恆星數量為100億顆,那麼,可觀測宇宙中的恆星總數為200萬億億顆。另據估計,平均每顆恆星擁有一顆行星,所以行星總數也為200萬億億顆(2×10^22)。

由於目前只知道地球上有生命,所以天文學家尋找宜居的外星世界時都會參照地球的標準。地球是一顆運行在宜居帶中的巖質行星,表面有合適的溫度,使得水能夠保持液態,生命正是在液態水海洋中進化出來。

據估計,銀河系的2000億顆恆星周圍可能存在多達400億顆潛在的宜居行星。根據這樣的比例來算,可觀測宇宙中存在40萬億億顆可能擁有生命的星球。

從這樣龐大的數據來看,「地球是唯一有生命的行星」幾乎是不可能的。既然地球上可以進化出生命,並且出現文明,就代表宇宙中有智慧生命的概率是大於零的,其他行星上也完全有機會出現生命。甚至在一些不同於地球環境的星球上,也會進化出生命,其形式有可能與地球完全不一樣,例如,矽基生命(地球上的生命都是碳基)。

需要注意的是,上述數據只限於半徑為465億光年的可觀測宇宙。要知道,整個宇宙的範圍遠遠大於此,直徑估計至少有23萬億光年,甚至宇宙是無限大。由此可見,宇宙中沒有外星人的概率幾乎為0。

事實上,我們的銀河系中就有可能存在其他智慧物種。根據德雷克方程的估計,銀河系中或許有100個智慧文明。只是銀河系太大了,恆星之間距離遙遠,人類文明與外星文明發生接觸的可能性非常低。但很多天文學家相信,我們遲早會找到外星生命,甚至接觸到外星文明。

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