【可視化】數學告訴你宇宙中還有外星文明

2021-01-18 大數據文摘



大數據文摘作品，轉載需授權

選文|涼亮    翻譯|姚佳靈    校對|田晉陽


通過把是否存在外星生命的問題轉換成我們是否為宇宙中的唯一生命這個問題，研究員們發現更可能的是宇宙很可能已經經歷了許多文明的產生和消亡。

—— 作者：Michelle Starr


◆ ◆ ◆

關於宇宙，最讓人傷腦筋的謎團之一是我們是否為宇宙中的唯一生命。僅僅在銀河系就可能存在上千億的行星。外太空存在生命的可能性有多大？


一個新公式計算了外星科技文明演變的可能性，並發現我們不太可能是唯一出現的文明社會。


來自羅切斯特大學（University of Rochester）的亞當•法蘭克（AdamFrank）和來自華盛頓大學（University of Washington）的伍德拉夫•沙利文（WoodruffSullivan）發明的新公式以德雷克公式（Drake equation）為根據。德雷克公式用於計算地外文明存在的概率，是1961年由天文學家和天體物理學家法蘭克•德雷克建立的。



德雷克公式（位於上方）與法蘭克和沙利文公式（位於下方）的對比

圖片來源：University of Rochester （羅切斯特大學）


由於利用了來自克卜勒任務（是美國國家航空暨太空總署設計來發現環繞著其它恆星之類地行星的太空望遠鏡——譯者注）收集到的新知識，法蘭克和沙利文的計算更為精確。


「與其問現在可能存在多少文明，我們不如問問自己『我們是否是目前出現的唯一技術物種？』」沙利文在一項聲明中這樣說道。「這個焦點的轉移消除了一個問題的不確定性，那就是文明的壽命，並讓我們能夠解決所謂的『宇宙考古問題』——在宇宙的歷史中，文明發展到高度發達的階段多久才出現一次？」給出一個更精確的計算。


多虧了克卜勒任務，現在我們也知道，大約每5顆恆星中有一顆處於可居住帶，這個數字是德雷克最初猜測到的。


法蘭克和沙利文計算得出，只有當一個文明在適宜居住的行星上發展的概率不到一百億兆分之一時，人類文明才是唯一的。


「一百億兆分之一小得令人難以置信。對我來說，這意味著其他智能、技術產生出來的物種很有可能在我們之前已經存在過。」法蘭克說道。


那麼為什麼我們還沒找到他們？好吧，最有可能的是他們離我們實在太遠了，同時高等文明只能存在非常短的一段時間。


人類的存在歷史大約只有20萬年，我們所知道的文明只有6千年。無線電傳輸技術的歷史還不到200年。當我們發送一個無線電信號給一個100光年以外的行星系統，我們得等上另外200年才能收到回音。


但是，儘管我們也許不能和我們的鄰居進行交流，新公式確實有科學性和實際意義。


「從基本面上看，這個問題是『生命是否曾經在其它地方出現過？』我們的結論成為了人類史無前例的經驗作答。」法蘭克說道。「我們也許不是高等文明演化的唯一時代和地點，這相當令人震驚。」 


原文作者|Michelle Starr

原文連結|http://www.cnet.com/news/are-we-alone-in-the-universe-not-likely-according-to-the-maths/

 

往期精彩文章推薦，點擊圖片可閱讀


人類首次探測到引力波，愛因斯坦百年預言被驗證（附視頻）


主宰宇宙宿命的法則：揭秘物理世界的四大定律



我們為什麼要探索宇宙？


志願者團隊介紹

大數據文摘後臺回復「志願者」了解如何加入我們







相關焦點

  • 為什麼說宇宙中一定存在著外星文明?人類的存在已經告訴我們答案
    數百年前，人類文明經過不斷的努力和發展，終於走進了科技發展的道路。人類在科技的幫助下，很快就實現了飛天夢想，走出地球開始探索宇宙。當我們走出地球，看到浩瀚宇宙的那一刻，人們都會想到同一個問題：外星智慧生命存在嗎？可能在人類剛剛走出地球的那一段歲月，很多人對於外星文明是否存在的問題還有一絲懷疑。
  • 宇宙中外星文明存在的概率為零嗎？人類的存在已經告訴我們答案
    數百年前，人類文明經過不斷的努力和發展，終於走進了科技發展的道路。人類在科技的幫助下，很快就實現了飛天夢想，走出地球開始探索宇宙。當我們走出地球，看到浩瀚宇宙的那一刻，人們都會想到同一個問題：外星智慧生命存在嗎？可能在人類剛剛走出地球的那一段歲月，很多人對於外星文明是否存在的問題還有一絲懷疑。
  • 整個宇宙中,除了地球文明外,存在「外星文明」的可能性有多大?
    概述對於浩瀚的宇宙而言，我們有一個直覺，其他生命應該存在於我們銀河系或某個遙遠星系的某個地方；如果宇宙包含數十億個星系，每個星系包含數十億個恆星，並且其中一些恆星有像地球這樣的行星的話，那麼成千上萬的外星文明應該會存在於整個宇宙中。這種說法對嗎？
  • 新研究顯示宇宙中最少有上兆個外星文明
    美國羅徹斯特大學(University of Rochester)物理學和天文學教授Frank，在一封電子郵件中告訴赫芬頓郵報(The Huffington Post)：「我們所展示的是，在任何隨機選取的行星上形成文明的「最低(floor)」機率。如果我們是宇宙歷史上唯一的文明，那麼我們所計算出來的，是大自然所設定的實際機率。但是，如果實際機率高於那個最底限，那麼文明在以前發生過。」
  • 接收不到外星文明信息是因為數學體系不一樣？
    也許外星文明對探索宇宙或與其他文明交流就是毫無興趣？也有人覺得，外星文明在智力上遠遠超過了我們，他們對我們的存在漠不關心。我聽一位天文學家說過，先進的文明「不想與我們交流，因為我們什麼也教不了他們，畢竟我們也不想與昆蟲交流。」真是這樣嗎？我們不太可能去教一個高級文明關於例如物理學等「硬」科學的東西。
  • 來自外星文明的宇宙信號
    我們生活在地球上，而地球只是太空中一顆普通的行星星球，可以說在每時每刻，地球的表面都能接收到來自宇宙中大量的電磁波信號，曾經就有一些宇宙信號，被天文學家們認為很可能來自於高等級的外星文明。人類在探索地外文明這條道路上還有很長的路要走，科學家期望著發達的外星文明能夠和人類取得聯繫。
  • 科學家：宇宙歷史中有超過1兆個外星文明
    宇宙中存在外星人嗎？美國知名天文學及物理學家亞當·弗蘭克（Adam Frank）說：「宇宙中一定有過外星人。」而且，弗朗克指出至少存在過1兆個外星文明。「德雷克公式」推測外星文明存在可能性弗蘭克目前是羅切斯特大學的物理學與天文學教授。
  • 外星文明是否真的存在？用最簡單的方式告訴你！（宇宙的秘密）
    ，而地球更是微乎其微，但我們仍然去拿地球上的科學去告訴世人什麼是宇宙，是啊，我們為什麼就一定認為我們是對的呢，我們在宇宙中連塵埃都算不上，連對海洋的認知都不足5%，卻說出宇宙其他星球沒有水就沒有生命的話
  • 計算銀河系中的外星文明數量
    引起了人們對這個永恆的問題的新興趣：「我們獨自一人在宇宙中嗎？」 或者，正如著名的義大利物理學家恩裡科·費米（Enrico Fermi）所說，「 每個人都在哪裡？」 可供選擇的行星如此之多，我們的儀器和方法也在不斷改進，對地球以外生命的尋求真正開始了。同時，這些發現激發了有關正在進行的「搜尋外星情報」（SETI）的大量新研究。
  • - 接收不到外星文明信息 是因為數學體系不一樣？
    有人認為，智慧的外星生物可能缺乏人類常有的好奇心。也許外星文明對探索宇宙或與其他文明交流就是毫無興趣？也有人覺得，外星文明在智力上遠遠超過了我們，他們對我們的存在漠不關心。我聽一位天文學家說過，先進的文明「不想與我們交流，因為我們什麼也教不了他們，畢竟我們也不想與昆蟲交流。」真是這樣嗎？
  • 宇宙中有多少外星人？「數字」中的外星文明——德雷克公式
    美國天文學家塞斯·肖斯塔克（Seth Shostak）曾估計過：在我們銀河系中可能存在約一萬種地外文明，其中近距離的大概已經在2000光年的範圍內。雖然現如今在天文觀測中，無論以任何形式進行外星生命的觀測，都沒有直接的觀測證據表明外星生命的存在。
  • 科普：宇宙中是否存在外星文明？費米悖論詳解
    科普：宇宙中是否存在外星文明？費米悖論詳解我們是整個宇宙裡唯一的智慧型生命嗎？人類目前可觀測宇宙的直徑超過900億光年的距離，地球依然是人類能發現的唯一一顆有生命和文明的星球。1964年前蘇聯物理學家提出了一種觀點，那就是將宇宙文明劃分為三個等級，第一級文明就是可以使用他們所在星球上的資源，有意思的是按這種說法，人類大概處於一級文明的75%左右，預計只需要幾百年時間人類將達到一級文明的頂峰階段。第二級文明是可以使用文明體所在星系中恆星的所有資源，目前聽起來有點不可思議，但理論上還是有這種可能性的。而三級文明則是可以輕鬆控制整個星系，隨意支配星系上的資源。
  • 外星文明的超級宇宙加速器
    先進的外星文明是否已經利用黑洞建造了宇宙級別的粒子加速器，來研究普朗克能量（宇宙中的最高能量，約為1028電子伏特）級別的物理學？如果這種宇宙加速器潛藏在宇宙的一個角落裡，我們是否能在地球上檢測到？美國普林斯頓高等研究院的布萊恩·萊琪對此進行了研究，發現如果這種加速器存在的話，它會產生1024電子伏特級別的中微子，並可以在地球上被檢測到。
  • 地球是高級文明的星際實驗室？科學家：所以宇宙中沒有外星文明
    ，其中研究的最多的一項就是宇宙當中究竟還有沒有人智慧生命的存在，還有沒有除地球生命以外的生命體。那我們先假設宇宙中是有其他生命體存在的，並且早於人類億年時間，那麼相比較之下，人類科技只發展了短短幾百年時間就已經達到了現在的高度，那發展了億年時間的外星文明該有多強大？
  • 從概率的角度來看,宇宙中出現外星智慧文明的可能性有多高?
    自從知道了在宇宙中除了地球之外，還有存在著其他難以計數的行星之後，有關外星智慧文明是否存在的話題就一直被人們津津樂道，今天我們就來講一下，從概率的角度來看，宇宙中出現外星智慧文明的可能性有多高？在條件都一樣的情況下，某個隨機事件有可能會發生，也有可能不會發生，我們將這個隨機事件發生的可能性，稱之為概率。
  • 《三體》架構篇:如果存在外星文明,宇宙中有共同的道德準則嗎?
    2、如果存在外星生命，為什麼地球感知不到，這麼孤獨？3、如果存在外星文明，那麼宇宙中有共同的道德準則嗎？宇宙的物質總量基本恆定，但生命卻以指數增長。指數是數學中的魔鬼，如果海中有一個肉眼看不到的細菌，半小時分裂一次，只要有足夠的養料，幾天之內就能填滿地球上所有的海洋。只要文明掌握的技術超過了某個閾值，生命在宇宙中的擴張是很恐怖的。
  • 宇宙中的三大危險：伽馬射線暴、移動的黑洞，外星文明
    人類在宇宙中處境類似「盲人騎瞎馬，夜半臨深池。」人類可觀測宇宙大約是有4.9%的普通物質，26.8%的暗物質和68.3%的暗能量構成。黑洞是宇宙中饕餮，吞噬著遇到的一切物質，連光線都不放過。對於人類來說，人類無法預見到這些黑洞的到來，極有可能連太陽系都可能會被這些移動的黑洞吞噬掉。三，超級力量---恐怖的外星高智慧文明。
  • 數學太有用了!科學家稱可用其與外星文明交流,是一種萬能語言
    如今，它又多了一項功能，如果有外星人的話，它將肩負起與外星人溝通的重任，任何外星文明哦，都屬於通用語。早在人類進化之初，人類就開始使用簡單的數學，到了後來，人類逐漸開始觀察月亮，用數學來記錄月亮的周期，形成日程表，瑪雅文明、埃及文明、古巴比倫文明、印度文明、華夏文明都有數學雛形的記載，確實以前就有外星人存在，那時候地球文明非常落後。
  • 外星文明，也可能幹這些事
    宇宙中，人類是孤獨的嗎？天文學家德雷克用德雷克公式得出單單銀河系中就有可能存在1萬個智慧文明，還不算宇宙其他的星系，然而物理學家費米提出反駁，也就是著名的「費米悖論」：如果宇宙中存在智慧生命，我們早就遇到它了。
  • 看小說《三體》聊外星文明和外星人
    但，唯獨在尋找地外文明這件事情上，我們始終只停留在幻想。因為到目前為止，依舊沒有發現外星生物，更別說外星文明了。你可能會說，我們不是早就發現UFO了嗎？事實上，UFO是指的是不明飛行物，並不是指的外星人，因此，國際主流科學界並不承認它與外星人有關係。