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文丨學術頭條
從阿姆斯特朗在月球上留下屬於地球生命的第一個腳印開始，人類對於地球外星系的探索便從未停息。我們堅信，浩瀚宇宙中，我們不只是唯一的存在。有時候，外星球上的一些蛛絲馬跡，比如火星上水流存在的痕跡，就讓我們對可能存在的未知外星生命浮想聯翩。
近日，科學家們試圖通過推演地球生命發展的形式，假設外星生命也擁有相似的進化歷程，並將其與可能存在類似進化的行星進行匹配，從而推測出，在我們周圍可能有30多個行星可能是外星生命的家園。
這項由諾丁漢大學領導的新研究，發表在《天體物理學雜誌》上。
論文合著者之一、諾丁漢大學天體物理學教授 Christopher Conselice 對於研究結果非常興奮，他說：「我認為這是非常重要的和令人興奮的，因為我們第一次具體估計我們可以接觸和發現宇宙的活躍生命數量，這是幾千年來人們一直想知道的問題，現在終於有了答案。」
銀河系中存在 36 個外星文明
早在 1961 年，天文學家弗蘭克·德雷克(Frank Drake)提出了後來被稱為德雷克方程(Drake equation)的理論，認為有七個需要了解的因素，才能估算出外星智慧文明的數量。這些因素的範圍從星系中每年形成的恆星的平均數量，到一個文明能夠發出可探測信號的時間跨度。
但這些因素很少是可以衡量的。「德雷克方程的估計範圍從零到幾十億（文明）。它更像是思考問題的工具，而不是已經真正解決了的東西。」Christopher Conselice 表示。
現在 Conselice 和他的同事們在《天體物理學雜誌》上報告了他們是如何用新的數據和假設來改進這個方程來得出他們的估計的。
科學家們發現，在我們所在的銀河系中，可能有幾十個活躍的文明等待我們去探索。當然，研究結果也讓我們間接了解了自己的命運：我們長期生存的可能似乎要比我們的預期要低。
Christopher 在聲明中說，如果在其他行星上形成智慧生命需要 50 億年的時間，那麼在我們的星系中應該至少有幾十個活躍的文明。這個結論是在宇宙的尺度上，從進化的角度出發得出的。
他解釋道：「基本上，我們假設智能生命會在其他類地行星上形成，就像在地球上一樣。因此，在幾十億年內，生命將作為自然進化的一部分自動形成。我們看到它們不會感到超級震驚。」他補充說，雖然這是一種推測性的理論，但他相信外星生命在外表上會和地球上的生命有相似之處。
哥白尼天體生物學極限有兩種形式：強極限是生命須在 45 億年到 55 億年之久的時間內才能形成，弱極限是一顆行星至少需要 40 億年才能形成生命，但在那之後它可能隨時形成。新的研究採用了後者的理論，並且假設新物種需要需要在富含金屬的環境中生長（相當於太陽金屬含量的標準）。
這個被稱為天體生物學哥白尼原理的假設認為，只要條件合適，從化學反應到恆星形成的所有事情都是可以發生的。Christopher 說：「如果智慧生命是以一種科學的方式形成，而不僅僅是一種隨機的方式，或者只是一種非常獨特的方式，那麼你就可以預期在我們的星系中至少有這麼多文明。」
2012 年之前的研究表明，要形成類似地球的行星，需要一個合適的最小恆星金屬豐度。然後，研究人員就可以利用這些關於生命可能在何處形成的假設，來了解銀河系中有多少行星能夠滿足這些條件。
能否探測到銀河系中的文明，在很大程度上取決於我們能否很好地接收到發射到太空的信號。如果這些技術文明能和我們的文明一樣長久(我們的文明已經在上個世紀左右發出信號)，那麼估計將有 36 個智能文明存在。
按照最嚴格的假設，就像在地球上一樣，在恆星形成 45 億至 55 億年後，銀河系中可能有 4 至 211 個文明能夠與其他文明交流，最有可能的數字是 36 個。
但 Conselice 指出，這個數字是保守的，尤其是基於我們自己的文明向太空發出信號的時間——到目前為止只有 100 年。
Conselice 說:「根據我們的計算，最近的一個可能離我們 17000 光年。」雖然數字非常可觀，但與他們互動將是困難的，遙遠的距離對現在的科技水平來說是一個極大的挑戰。該團隊補充說，我們的文明至少需要再存活 6120 年才能實現雙向交流。
而另一種極端情況是，我們是銀河系中唯一的智慧生命，文明在我們能夠發現它們之前就已經滅絕。
外星文明，與我們的命運
Conselice 教授說:「我們的新研究表明，搜尋地外智慧文明不僅揭示了生命形式的存在，也為我們的文明能維持多久提供了線索。」如果我們發現智慧生命是普遍存在的，那麼這將揭示我們的文明可能存在更長的時間，而並不只是幾千年。
如果我們真的在更近的地方發現了類似的東西，那將是一個很好的跡象，表明一個智慧文明可以持續幾千年或數百萬年。我們在附近發現的越多，它就越有利於我們文明的長期生存。
但是，如果我們發現在我們的星系中沒有活躍的文明，這給了我們自身長期存在一個壞的預示。通過尋找外星智慧生命，即使我們一無所獲，我們也在發現自己的未來和命運。
來自布里斯托大學的 Patricia 博士是研究地球如何宜居的專家，儘管她強調地球上的生命演化除卻重金屬的條件以外，還需要包括光合作用在內的許多複雜生命條件，但總體上說，她的看法更為樂觀：「如果我們在這顆行星上是在不斷進化的，那麼外星生命是在宇宙的另一個地方可能也在不斷進化」。
倫敦大學學院穆拉德空間科學實驗室的安德魯·科茨教授說，Conselice 和他的同事們做出的假設是合理的，但是目前尋找生命的努力很可能發生在離家更近的地方。他說:「(這項實驗推測)是一個有趣的結果，但就目前的技術來說，我們無法驗證推測的準確性。」
當然，這並不是最近暗示銀河系中智慧生命發展的唯一新聞。不久前，科學家們在比鄰星周圍發現了一顆可能適合居住的行星，名為比鄰星 b，距離太陽約 4.2 光年。它接收到的能量與地球從太陽獲得的能量相當。如果行星上存在液態物質，它可能孕育生命，但研究人員表示，在證實這一點之前，還有很多工作要做，比如檢查是否有支持生命的大氣和化學物質。
與此同時，關於我們是否在宇宙中是孤獨的相似研究，包括訪問我們自己太陽系中可能存在生命跡象的星球，例如前往火星，以及未來前往木星、土星及其衛星的任務，都在進行或規劃中。
人類究竟是否是宇宙中的唯一存在？目前也還沒有確切的答案，我們依舊處於不斷尋找外星生命的時期。可以說，這個時期令人迷茫，但也令人著迷。
參考資料：Davis, N. (2020, June 15). Scientists say most likely number of contactable alien civilisations is 36. The Guardian. https://www.theguardian.com/science/2020/jun/15/scientists-say-most-likely-number-of-contactable-alien-civilisations-is-36There could be more than 30 「active」 alien civilisations in our galaxy, major study finds | The Independent. (n.d.). Retrieved June 18, 2020, from https://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/news/alien-civilisation-home-galaxy-intelligent-life-form-planets-a9566061.html?utm_medium=Social&utm_source=Facebook&fbclid=IwAR2SBC1zqIKaFiark4dlYBt5ImimwzaRljpMjyHnuVevozLVy8jgLAFT9ag#Echobox=1592211806