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人類能在宇宙中發現外星人嗎

圖文 更新时间:2024-08-17 18:19:54

當你凝視深淵時,深淵也正在凝視着你!

美國康奈爾大學的天文研究團隊在《自然》上發表了一篇研究論文,表示:在離我們大約100光年的範圍裡,有29顆符合條件的宜居行星存在,而這些宜居行星可能存在能夠監聽人類無線電信号的外星文明。

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這29顆宜居行星是如何找到的?

首先得說明一點,我們人類目前還沒有在宇宙中找到任何一個外星文明,因此這裡的29個外星文明純粹是從宜居帶的概念以及天文觀測方法—“淩日法”出發,所找的的29個理論上适宜生命存在的行星。問題來了,什麼是宜居帶?淩日法又是什麼呢?

  • 宜居帶

首先所謂“宜居”,就是适宜生命存在,而“帶”指的就是一個空間範圍。由于從人類的角度尋找外星人,隻能以地球生命作為标準,也就是你找的地方,必須适合地球生命存在。

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可能有朋友覺着這樣不合理,因為你不能證明宇宙中的生命存在形式都同地球生命一緻。沒錯,但尋找外星人,我們仍然隻能用地球生命去衡量,因為這是我們目前所知道的唯一存在的生命形式,隻用這樣才能夠保證宜居帶定義的準确性,換句話說,也就是甯可少一點,也不能錯一點。

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那麼這裡的宜居帶實際上可以分為兩個,一個銀河系宜居帶,一個是太陽系宜居帶。

  • 我們先來看銀河系宜居帶

簡單來講,就是看看銀河系哪些地方能夠誕生類似地球這樣的行星。我們有三個判斷标準,分别為:高能輻射不能強,恒星數量不能太多,重元素豐度要足夠。

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如何理解呢?首先輻射不能強,指的就是不能在銀河系核心附近,因為那裡擁有大量黑洞以及高密度恒星,如果時不時來幾波伽馬射線掃過去,沒有什麼生命能夠扛得住。

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其次恒星數量不能多,這個簡單,因為數量一多,引力環境就比較複雜,而生命的誕生需要一個穩定的環境,就好似太陽系,誕生的這50億年來,并沒有其它什麼恒星對其産生過巨大“沖擊”。

最後這個重元素豐度是什麼意思呢?也很簡單,因為宇宙中最多的兩個元素是氫和氦,然而這兩個元素卻不足以直接構成生命體,甚至連岩石行星都沒法構成,因此銀河系宜居帶必須要在重元素豐度達标的位置。所以綜合上面三個條件,銀河系宜居帶的位置,應當在銀盤,也就是太陽系這個半徑左右的範圍。

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  • 那麼太陽系宜居帶又是什麼呢?

這個最簡單了,就一句話,能夠讓液态水存在的範圍就是太陽系宜居帶。因為生命存在的必備條件就是水,而想要讓液态水存在,那麼就要滿足:太陽與行星的距離合适,不能太熱也不能太冷;其次行星本身也要有保溫能力,液态水要能在其表面存在

下圖為太陽系宜居帶範圍,可見我們的地球正好在其内

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淩日法是什麼?

說完宜居帶,我們再來看淩日法。簡單來說,就是利用望遠鏡對準一個恒星進行觀測,如果這顆恒星擁有行星環繞,那麼就可以通過望遠鏡發現恒星的亮度産生變化,之後根據周期以及其它一些條件,還能判斷行星是否處于該恒星的宜居帶。

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就是憑借淩日法,美國康奈爾大學的天文團隊,在銀河系特定範圍内找到了2034個适宜的恒星系統,之後更是考慮到了人類發明無線電波通訊的時間是1895年,也就是一百多年前。因此外星文明想要利用監聽電波的方式來尋找智慧生命,那麼我們就應該把範圍定在半徑100光年之内即可(因為電磁波的速度是光速,人類最早的信号目前也隻不過在宇宙中飛行了一百來年罷了)。

而在這個範圍内,一共有29顆宜居行星符合條件,因而在理論上,如果都存在生命的話,那麼也就是有29個外星文明可能已經注意到地球生命的存在了。

那麼銀河系中有多少外星文明存在呢?

說到這,想必大多數朋友會産生疑問,既然你說有29個外星文明可能已經注意到我們了,那麼整個銀河系内到底有多少外星文明呢?這個問題有答案嗎?

這麼說吧,實際上沒有答案(因為人類目前還沒有找到一個外星文明),但是理論上可以有答案,就是德雷克方程

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上世紀六十年代,美國天文學家法蘭克·德雷克為了研究外星文明這一問題,提出了一個能夠估算銀河系當中能夠使用電磁波通訊的文明數量。

這個公式的形式如下圖所示:

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其中等号左邊代表了數量,右邊七項從左往右所代表的含義,依次為:

銀河系的恒星形成率:銀河系内包含的恒星數量大約在兩千億顆,而銀河系的年齡在130億歲左右,因而平均下來,每年誕生恒星15顆

有行星系統的恒星占比:按照恒星形成理論,大多數恒星都應當存在行星環繞,因而這個數值取0.8

行星系統中存在宜居行星的比例:根據已知的觀測數據,這個比例很低,隻有百分之幾,我們樂觀些,就取個0.08吧

宜居行星存在生命的占比、生命能産生智慧的比例、智慧生命最終能發展出科技的占比:這三項放到一塊說,因為這三者與時間的關聯非常緊密,因為隻有時間足夠充裕,這三者似乎都能成立,所以我們都取1

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發展出科技的文明的平均壽命:這個就拿我們人類自己來說吧,以發現電磁波為開始,就算我們人類進入了科技時代,那麼你覺得人類還能存在多久呢?

未知,因而這個變量的主觀性太強,或者說沒有一個準确的例子供我們參考。但前面六項都已經定量了,那也不能隻剩一個不管了呀。這樣吧,就取150年到5000年(其實我感覺少了,畢竟恐龍都存活了上億年,但考慮到人類内部會有戰争爆發,這一個巨大的不穩定因素)

算下來的結果就是:144到4800,也就是說銀河系内存在能使用電波通訊的文明數量:144到4800個之間(但這個數值,不同的人有不同的答案,誰對誰錯,争議很大)

總結

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一句話:宇宙這麼大,如果隻有人類自己,豈不是太浪費空間了!

#美團隊:29個外星文明或已發現地球#

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