宇宙中有外星人嗎?相信很多人對這個問題的答案是肯定的。雖然人類暫時還未發現外星人的蹤跡、它們存在的證明(野史、軼聞除外),但是大多數人還是相信在浩瀚的宇宙中人類並不是唯一的文明,我們並不孤獨。
從《環太平洋:雷霆再起》到《毒液》再到《明日邊緣》,越來越多的影視作品中出現了「外星人」這個元素,外星人它們的長相也可謂是千差萬別、千奇百怪。但是在物理學中有一個理論卻說人類可能是宇宙中的第一個文明,這個理論就是費米悖論。
《環太平洋》
費米是美國著名物理學家,曾於1938年獲得諾貝爾獎;於1942年,領導小組在芝加哥大學建立了人類第一臺可控反應堆,因此他被譽為「原子能之父」。相信學過原子核物理或是量子力學的人都對費米這個名字如雷貫耳,畢竟「費米子」、「玻色子」可是伴隨著整門課程的基礎。
費米
而費米悖論指的是——理論上講,人類能用100萬年的時間飛往銀河系各個星球,那麼,外星人只要比人類早進化100萬年,現在就應該來到地球了。換言之,「費米悖論」表明這樣的悖論:A.外星人是存在的——科學推論可以證明,外星人的進化要遠早於人類,應該已經來到地球並存在某處。B.外星人是不存在的——迄今,人類並未發現任何有關外星人存在的蛛絲馬跡。
宇宙中存在如此之多的恆星,可以給70億人類每人分幾百億顆(只分銀河系內恆星也能分幾十上百顆),而宇宙的歷史又那麼長(上百億年)。即便只有很低比例的恆星存在行星,極少數行星有生命,非常幸運的生命才能發展出科技文明,向宇宙發射探測器和無線電波,宇宙中也早就應該充滿了文明信號和星際探險隊了
外星人
但當我們擁有長程探測能力之後(射電望遠鏡),依然沒有發現任何其他文明的蹤跡,整個宇宙似乎只有地球文明在吵吵嚷嚷。這種死寂非常值得思考。
費米提出悖論之後幾年就去世了(1954年),到了1959年,弗蘭克-德雷克在費米悖論的基礎上提出了一個半定量的公式:
銀河系內可能與我們通訊的文明數量 = 銀河系內恆星數目 * 恆星有行星的比例 * 每個行星系中類地行星數目 * 有生命進化可居住行星比例 * 演化出高智生物的概率 * 進行通訊的概率 * 科技文明持續時間在行星生命周期中佔的比例
宇宙
就我們目前的測量結果而言,銀河系內可能與我們通訊的文明數量即便不為0,也是一個非常小的數字。
按照人類已知的情況,銀河系內恆星數目、恆星有行星的比例、每個行星系中類地行星數目,這三個數字都是非常的巨大。雖然銀河系裡面有1000億-4000億個恆星,但是在可觀測的宇宙內有幾乎同樣數量的星系——對應每一個銀河系的恆星,就有一個巨大無比的星系。也就是說,可觀測宇宙內的恆星數量大概是在10^22到10^24之間。科學界對於恆星中有多少是和太陽類似(大小、溫度、光度)的還沒有定論,通常的觀點是5%到20%。而這些和太陽類似的恆星裡又有22%-50%是擁有一個和地球類似的行星的呢。
宇宙
如此,就只有有生命進化可居住行星比例、演化出高智生物的概率、高智生命能夠進行通訊的概率、科技文明持續時間在行星生命周期中佔的比例,這四個數值人類暫時不清楚具體大小。
從概率上來說,如果促成智慧文明誕生的後四個量的數值很低,那就意味著我們要承認:「在這個宇宙當中人類是獨一無二的,我們是唯一、乃至最早的一批智慧文明「。但我們都應當明白這個結論的可能性非常之低,低到基本可以忽略。
換言之,如果「人類是特殊的」可能性基本趨近於0,那這三個數字就不會太低。而以前三個數字的龐大基數,哪怕再低的可能都會誕生出數不盡的文明,但是……
「那他們都在哪兒呢?」正當幾個科學家在為外星人和飛碟問題爭論不休時,一旁的費米突然問道。
思考
費米悖論沒有答案,我們至今只能提供可能的解釋而已。問十個科學家,你會得到十個不同的答案。回想一下人類曾經爭論地球是圓的還是平的,地球繞著太陽轉還是太陽繞著地球轉,閃電是宙斯造成的,等等。這些想法在現在看來很好笑,但是我們現在對於費米悖論的解釋大概也就是這個程度。所以我們只有期待未來科學的不斷發展,可以為我們解答這種問題。
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