宇宙中是否有其他生命存在?|宇宙|行星|星系|恆星|法蘭克·德雷克

2021-01-15 騰訊網

「有時候我覺得在宇宙中存在智能生命最可靠的跡象就是它們當中沒有一個嘗試過聯絡我們。」

外星生命是否存在當然還有待猜測,因為在我們真正找到它之前,答案只能是我們不知道,因為即使沒有找到它也不能排出它存在的可能性。

當我們思考包含著數百萬顆行星的宇宙之巨大,很難想像我們的星球是唯一有生命的。然而,如果那可能性極小的概率就是事實的話,那麼只有生命不可能通過自然發展而形成,而是必須被獨特的創造出來才這種假設才是合理的。相反, 在整個宇宙中生命只在一個行星上自然地形成,這將概率定律推到無限的範圍。因此我認為我們只有兩個實際的選擇可以考慮。1)上帝僅在這個星球上創造了生命。2)生命在很多星球上自然地形成。

(圖解:M15 球狀星團)

採取第一個選擇的話,上帝僅在這個星球上創造了生命這一事實引發了許多問題。一個問題是記載在聖經裡關於上帝如何創造人類的故事,『從土地的塵埃中創造了亞當』(創世紀2.7)足夠說明「智人」這個物種形成的版本與人類學家的發現並不一致,因此我認為沒必要開始一場長的演講來解釋原因——我們都知道原因是什麼。但是公平的說,聖經是在2000年前以人的方式寫成的,不應該太過於按字面理解。

我們現今生活在一個人類登月的時代,發射過探測器到太陽系的所有行星,甚至發射過探測器去探測流星以及在隕石上著陸。有了我們所搜集的關於世界和遙遠星系的這些知識,我們大多數不再相信這個世界是在六天內創造的,所以我並不會追求無意義的反對聖經的爭執。那些確實相信聖經裡描寫的自然有你自己的理由,但是我不相信上帝在地球上創造了生命。我並沒有說上帝沒有創造宇宙,也沒有創造地球上的生命,但是這完全是兩回事。

(圖解:聖經創世紀章節 圖源:biologos)

如果我們摒棄上帝創造了生命這個想法,我們就剩下第二個——生命偶然形成的,因此它很有可能也會在其他地方形成。你也許會問我是如何得出這個結論的,我的回答是:基於概率。讓我們看看這個宇宙中有多少行星,從已知的星係數量開始。

數據

星系的數量。

大約有五百億星系可被現代望遠鏡觀測,而在宇宙中星系的總數量肯定會比這個數字高出一個巨大的因子。但是我們會對此持保守和懷疑的態度。那就是一千億個星系在宇宙中。

(圖解:圖片由哈勃望遠鏡的高級相機拍攝的星系團;深空中的星系是每一顆恆星的歸宿 圖源:美國航天局/哈勃望遠鏡)

2)在一個普通宇宙中的恆星數量。在每個星系中有數千億之多。

我們就說一千億。

那就是平均每個星系有一千億顆恆星。

3)宇宙中恆星的數量。

宇宙中恆星的總數量大約是一千億乘以一千億

那就是10,000,000,000,000,000,000,000顆星,一萬億億。確切地說是10的16次方,這還是一個很保守的估計。

(圖解:五重星群;由哈勃望遠鏡拍攝的距離地球25000光年的大量年輕恆星,他們距離銀河系中心大約幾百光年,這個星團離我們星系的核心很近,這意味著它註定要在幾百萬年後被撕裂。圖源:美國航天局)

4)有行星系的恆星的數量。最初的太陽系外行星搜尋技術要求恆星需要離我們很近,並且通常是通過恆星的「搖晃,行星才能被探測到。當一顆行星穿過它的圓盤時,能讓我們測量一個恆星亮度的減弱的技術已經徹底改變了行星搜尋的方式,新的行星正在以越來越快的速度被發現。目前為止(2003年8月)大約有100顆行星被發現,我沒有足夠的數據來計算這個估值。即使有,大多數宇宙學家相信圍繞恆星的行星形成是一件很普遍的事情。為了討論,我們暫時說這不是一個普遍的情況並且把其估計為百萬分之一的機率,每個行星系只有一個行星,因為我們想要一個保守估值,該計算結果為宇宙中有10的15次方個行星,也就是一億億年為保守估計。

5)能夠支持生命的行星數量。

我們假設很少有行星可以支持生命並且估計為百萬分之一。通過簡單的除法可以得出結果:

在這宇宙中有10,000,000,000顆行星能夠產生生命。

100億!

另外一種方法我推薦德雷克方程式。這說明了在我們星系中擁有文明的數量(記住,只是我們星系內,不是整個宇宙)很有可能取決於一系列因素,這些因素必須結合起來才能誕生出一個生命有機會發展到一定程度的科學技術的宜居的行星。這些因素包括類日恆星形成的機率,有行星的因素、有類地行星的因素、有生命能夠發展的行星的因素;有生命變得有智慧的因素、能夠以一種我們能夠探測到的方式來交流的智慧生命的因素,以及這些可交流的外星文明的壽命的因素。正如你想像,關於這些因素價值的討論有很多。

(圖解:假象的外星世界 圖源:Scitechdaily)

庫蘭克·德雷克將我們星系中可溝通的外星文明的數量的估值設為1萬。

(圖解:德雷克方程式;由美國天文學家法蘭克·德雷克(Frank Drake)於1960年代在綠岸鎮提出的一條用來推測「可能與我們接觸的銀河系內外星球高智文明的數量」之公式;圖源:美國航天局)

雖然我提及到的數字不能認為是精確的,至少宇宙中有一億億顆恆星這個數字肯定是不及真實的數量。圍繞恆星公轉且支持生命的行星數量很難說,但是通過合理的估算也肯定會達到百萬,甚至上億。根據大爆炸,最豐富的物質是氫和氦,也是最簡單的原子,這個物質構成了恆星形成的主要原料。

所有的恆星都是以相同的方式開始它的生命,通過引力將這些基本元素聚集在一起在通過引力坍塌形成一顆恆星。除了恆星的大小,所有的恆星都是以相同的方式開始,剩下的氫和氦沒有被恆星吸收,形成了一個軌道圓盤,繼續形成原行星。經過上億次相同的過程,在數據上我們可以合理地認為許多行星都有相似的特徵,並且有支持不同形式的生命的能力,就像我們的地球一樣。

為了回答關於外星生命的存在這個問題,只需要另一個行星上存在有外星生命,有了這個機率,外星生命怎麼可能不存在呢?

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針對外星生命存在的極高可能性這個問題仍然沒有答案,因為我們依舊沒有探測到任何外星生命的跡象。也許探測的時間還不夠長,也許我們用了錯誤的方法。我欣賞有人聲明外星人已經以UFO的形式拜訪過我們,但是因為這種事情可疑度很高,我另外講了這個話題。

SETI(搜尋地外文明計劃)團隊一直在來源自外星人的探索無線電信號,但目前還沒取得任何進展。他們有許多候選信號可以跟進。無線電信號確實是一個以天文單位距離來發送消息的符合邏輯的做法,但是一個科學技術先進一百多年的外星社會可能會使用不同的方法。有了上千年的先進優勢,他們或許掌握著我們無法理解的技術。有可能是他們的無線電波信號,如果他們使用無線電的話。

它可能被短暫的傳播並且在我們有無線電接收機之前就達到我們這。也許他們和我們在差不多的時間開始使用無線電技術,所以如果他們在幾千光年以外,我們不可能接收到他們的信息,因為我們也要等上千年。到那時我們可能就不用無線電設備了。兩個相隔遙遠的文明擁有兼容的通信系統的機會之窗可能確實很小。

(圖解:尋找地外文明研究基地 圖源:SETI Antenna Array New Mexico )

我們需要考慮一個信號被我們的接收所需要的時間。我們的銀河系的長度大約有十萬光年,所以從星系另一頭的信息需要花十萬年到達我們這兒。距離我們最近的星系,仙女座星系離我們大約兩百萬年。信息想要從那裡傳到我們當今它可能是從上新世末期開始被傳送的。那個時候直立猿人剛剛出現並且開始多樣化。用另一種方式來說,傳播這樣一條信息的種族要比我們現在先進兩百萬年,而我們只能想像對比起他們我們有多麼落後,原始。我們需同時還需要考慮如果我們真的收到來自仙女座星系的信息,到那時候我們人類可能早已滅亡。

即使在銀河系中有許多文明,並且我們能聽到他們,我們真的希望他們知道我們的位置嗎?如果是我,我寧願藏在草叢裡,因為我媽媽教我永遠不要和陌生人說話!

我是怎麼想的?

在宇宙中絕對有其他生命的存在。地球上就有生命,在其他地方肯定也有。但至於我們是否會相互交流又完全是另一回事了。

更新:2003年

天文學家已經發布了宇宙中恆星總數量的估值。國際天文學家在澳大利亞雪梨的國際天文聯合會上展示了他們的發現。該數字是70千的七次方(七億億億億),比我的估值高出七倍(至少0的數量我的是對)。這個數字並不代表恆星的真實數量,而只是那些我們望遠鏡能夠看到的。實際數字可能會更大。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. thekeyboard- Keith Mayes-愛天文的Maddi

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