【宇宙中的生命星球为何这么少?难道是我们的探索方向错了吗?】
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费米悖论1950年的一天 , 美国物理学家费米与洛斯阿拉莫斯国家实验室的前同事共进午餐 , 在谈论到外星人的话题时 , 他抛出了一个完全可以载入史册的疑问:“外星人都到哪里去了呢?” 。 就是这句话 , 成为了以后费米悖论形成的基础 , 这个悖论表明了当前对外星高级智慧生命存在的高概率估计 , 与缺乏事实依据之间的矛盾 。
按照费米悖论隐含的条件 , 我们可以进行一下假设:按照人类目前飞行器理想的速度来估测 , 我们完全可以数百万年前往到系内任意一个星球 , 如果根据科学技术水平的发展以时间为衡量标准 , 只要存在一个文明程度比地球早发展数百万年的外星文明 , 那么 , 缘于宇宙资源的稀缺、对能量的渴求以及对外扩张的倾向性 , 高级外星文明早就已经来到地球了 。 而实际情况是 , 我们在地球上甚至太阳系内 , 根本没有发现任何外星人存在的蛛丝马迹 。
德雷克方程1961年 , 美国天文学家弗朗西斯·德雷克在一次会议上分享了以他名字命名的等式 。 这两个等式提出的目的 , 就是用来估算银河系中存在地外文明星球的数量 。 第一个等式为:式1为:N=Ng*Fp*Ne*Fl*Fi*Fc*FL , 式2为:N=R*Fp*Ne*Fl*Fi*Fc*L 。
其中:N是银河系中可以交流的文明的数量;Ng是银河系内恒星的数量;Fp是有行星的恒星的比例;R是恒星形成的平均速率;Ne是能够维持生命的行星的数量;Fl是有生命进化可居住行星比例;Fi是演化出高智生物的概率;Fc是高智慧生命能够进行通讯的概率;FL是科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例;L是科技文明寿命 。 这两个等式的区别 , 是第2个式子中用R和L分别代替了Ng和FL 。
德雷克方程从数学公式的角度 , 从计算得出的概率结果 , 算是第一次正式回应了费米悖论 。 不过该方程也有令人质疑的地方 , 那就是首先计算的是银河系中的情况 , 另外估算出来的概率也仅仅是碰到外星文明的概率 , 并不能表示生命体存在的概率 。
“稀有地球”理论由于德雷克方程是通过概率来进行论证的 , 主要以识别不确定性的一些变量来说明结果 , 所以主观性较强 。 为此 , 美国科学家沃德和布朗利《稀有地球-宇宙中复杂生命为何罕见》一书中 , 提出了一个修正方程 , 这个方程被称为“稀有地球”方程 , 该方程也是众多因子的乘积 , 主要包括银河系中恒星的数量、恒星系内行星的平均数量、恒星所占比例、岩石行星的比例、可以供微生物生存的行星比例、行星进化出复杂生命的比例、具有复杂生命行星寿命、拥有大卫星的宜居行星比例、具有大型气态巨星的星系比例、灭绝事件较少的行星比例 。
虽然“稀有地球”公式 , 在一定程度上也需要各种参数 , 但是 , 如果以地球为模板 , 再通过“宏观尺度下宇宙在各个方向是各向同性”的哥白尼理论 , 那么 , 根据这个公式 , 我们可以看出 , 要找到与地球一模一样的“标准生命行星”是多么的困难!不仅如此 , 这两人还分别从地球的板块构造、“雪球时期”以及可能接受了火星陨石带来的微生物等三个方面 , 进一步阐述了地球生命诞生的几率之小以及幸运之高 。
然而 , “稀有地球”的假设 , 与我们对这些支撑结论参数的观测 , 也有着很多不相符合的地方 , 从而也使得很多科学家对该假设提出质疑 , 比如:银河系恒星系中的岩石行星数量似乎非常常见、板块构造的差异是否对生命形成具有决定作用(即使是地球海洋的深处也存在着生命)、行星的大卫星对生命的形成是否必要等等 。
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