研究团队对宇宙生命诞生最佳时间进行模拟研究,最早追溯至宇宙大爆炸(约138亿年前)3000万年之后,彼时,宇宙出现第一批拥有足够碳元素、氧气及生命所需重元素的恒星,并横跨至离现在10万亿年的未来,即最后一颗恒星消失的时间。
同时,科学家也对德雷克方程进行了破解,这个方程在1960年代被提出,当时方程中有两个变量无法确定,就是科技文明寿命和系外行星的数量。
最新的研究破解了这个方程的变量问题,指出科技文明寿命可能长达百万年之久。太阳约将于50亿年后消亡,而宇宙中最小的恒星寿命将最长达10万亿年,这足以使生命得以繁衍。而系外行星的数量问题也被破解,科学家认为银河系中系外行星的数量至少在千亿规模,如此巨大的数量也暗示,地外文明数量一定非常庞大。该方程计算表明,银河系内高级文明的数量至少在3000个以上。
研究人员计划使用NASA詹姆斯-韦伯天文望远镜对地球周围的矮星及其他星球进行研究,该望远镜预计将于2018年底发射,我们期待它的探索结果,或许真的是一个惊喜。
“银河系具有先进技术文明的星球数目将有可能为2500万颗”,今日下午,中国科学院紫金山天文台研究员王思潮在南京玄武中专学校发表演讲时说。
他的观点源于学术界“人类会因为核战争、核污染在千年内被毁灭”大讨论。王思潮说:我认为,人类掌握先进技术文明的平均寿命,会超过阿法南猿、直立人生存的时间,就取掌握先进技术文明的平均寿命为250万年来说,这与太阳今后延续寿命50亿年的比例约为1:2000。这样,银河系具有先进技术文明的星球数目将有可能为2500万颗。
“一个比我们先进上万年或上十万年的地外文明星球,他们会扩展到邻近上百颗恒星的行星上,在新行星上建立先进的技术文明世界。那么,绝大多数地外文明都有可能扩展到100倍的星球,如果是这样的话,在我们银河系中就可能有25亿颗具有先进技术的智慧文明星球”,王思潮说,地球人类只是处在最初级阶段的技术文明发展阶段。
他表示,25亿颗拥有先进技术文明的星球看起来很多,但银河系中有2000亿颗恒星,也就是平均约100颗恒星才有一颗拥有先进技术文明的行星,而它们平均相隔的距离仍有近20光年之远。
德雷克公式(Drake equation,又称萨根公式(Sagan equation)或格林班克公式(Green Bank equation)),是由天文学家法兰克·德雷克(Frank Drake)于1960年代提出的一条用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”之公式.
公式:
N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL
意思为:银河系内可能与我们通讯的文明数量=银河系内恒星数目×恒星有行星的比例×每个行星系中类地行星数目×有生命进化可居住行星比例×演化出高智生物的概率×高智生命能够进行通讯的概率×科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例.
其中:
N 代表银河系内可能与我们通讯的文明数量
Ng银河系内恒星数目
fp恒星有行星的比例
ne每个行星系中类地行星数目
fl有生命进化可居住行星比例
fi演化出高智生物的概率
fc高智生命能够进行通讯的概率
fL科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例
Ng——银河系内恒星数目
由于天文望远镜、射电望远镜……等对代表性天空恒星数目计数,可以较为准确估算整个银河系恒星数.另外伯克利开放平台的分布式计算,已经在为整个银河系三维结构建模(MilkyWay@home),以及正在搜寻地外文明(SETI@home),对无穷无尽的宇宙射电源进行分析,找出地外文明的信息.而使用的方法不是 超级计算机而是全世界 闲置的家用电脑,共同完成计算.(参与方式:参见中国分布式论坛)
目前估算银河系大约有4000亿个恒星,而宇宙中已发现了数十亿个河外星系与银河系相当.但是宇宙中的恒星远远不止于此(还有更多不可计数的未发现星系)!但是这数十亿个星系平均距离超过200万光年;这意味着,没有空间跳跃技术或是虫洞,或是时空之门,文明与文明的通信可能性为0.
fp恒星有行星的比例
一般来说恒星的形成都伴随行星的形成.但是天文观测表明银河系中超过50%都是双星系和多星系系统.这样恒星能否形成行星,理论学家无法确定,可能不会形成行星.不排除行星存在于多星系统中其中一个恒星的可居住带内,那样那颗行星上将会看到不止一个太阳.
目前已经发现300多个主序星都具有行星(2009年4月的数据是发现了346个
太阳系以外的恒星周围的行星),随着观测技术的进步,对恒星数据长期积累越来越多将很有可能确定太阳系行星系统是否在银河系中常见.
一般认为fp小于0.5,在这里我们保守估计为0.1
ne每个行星系中类地行星数目
通过对太阳系CHZ(持续可居住带)宽度乐观估计,类似太阳的恒星都可能具有可居住行星,我们46亿年后CHZ宽度为0.4AU基本等于靠近太阳的4颗行星平均距离,这四颗恒星位于太阳0.4-1.5AU之间.因此太阳型的恒星很可能有一个行星位于CHZ.
保守估计这一概率为50%,但是这个持续可居住带的估算是以太阳光谱,所以只考虑光谱类型与太阳接近的恒星,适合数目概率为0.2.
0.5×0.2=0.1所以 ne保守值也取0.1
2009年3月NASA启动开普勒计划,开普勒望远镜瞄准银河系一个区域观测15万个恒星的亮度,准确度达到是十万分之一.以地球为例,经过时会挡住太阳光的万分之一,那么开普勒可以检测地球大小的行星,如果他们存在.而这些数据我们还要再等些年才能确定.
fl有生命进化可居住行星比例
对于生命起源是随机问题还是必然问题还无法确定.目前还未找到fl的估算方法,无法给fl赋值.
作为宇宙中目前所知的唯一文明,人类觉着很孤单,于是走上探寻外星生命的道路,通过探测器登上遥远星球探测外星生命,甚至还多次通过宇宙飞船向宇宙发出地球文明的信息,信息源不一,有唱片、有地图,有DNA等,然而数十年过去,并未有外星文明回应。不过科学家们仍然不会放弃,他们通过其他方式还推测外星文明。
太阳所在的恒星系统就是银河系,是我们最为熟悉的一个星系。它的直径大约为15万光年,中心厚度约1.2万光年,由数千亿颗恒星和大量的星团、星云等组成。因为银河系与地球最近,所以是科学家们重点研究对象。也是因为受科技水平限制。银河系存在多少外星文明世界呢?说法很多。
1960年,天文学家弗兰克·德雷克提出了一个公式,这个公式可以用来寻找外星文明。
公式为: N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L
这里R*代表着一年内银河系新诞生的恒星数。Fp指新诞生的恒星,其行星数量的平均数。众所周知,恒星的行星数量是不确定的,有的可能有两个行星,有的则可能有三个。Ne表示新诞生的恒星中,会有生命出现的几率。生命的形成需要一个严苛的条件:首先就要有液态水。水是生命之源;其次要有大气,陆地等。Fl代表比例,即符合生命诞生条件的行星中,演化出生命的比例。Fi代表所形成的生命会进化到智慧生命的几率。Fc代表智慧生命出现后,能够与外界沟通信息的比例。L代表是外星文明的平均寿命。
根据这个公式,弗兰克·德雷克预测有4000个外星文明。天文学家卡尔·萨根则推算出,每10万个恒星里就存在一个外星文明。不过有人认为方程式很不可靠,其中很多数字都是预测值。
邓肯·福根则认为银河系外星文明可能有300到40000个,其中有些文明甚至在地球上建立了据点。福根是英国爱丁堡天文台的研究员,他是基于模拟情景,在最近人类获知的所有关于外星的信息(如化学成分、特质、数量等)基础上得出这个结论的。
有科学家则认为根本不存在除地球外的外星发达文明。一个星体的文明程度越高,则越危险,毁灭的可能性越高。比如拥有核武器,因为核战争而导致灭亡。所以他们认为银河系没有其他发达问题,即使有,也早就灭亡了,不过他们并没有否认银河系外有发达文明存在的可能。
因此,对于银河系可能有多少个外星文明世界,是没有准确答案的,都是建立在推测基础上的。这个谜底只能留给未来揭晓了。