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機率上分析,地球是銀河系或全宇宙中唯一智慧文明的機率有多大?

機率上分析,地球是銀河系或全宇宙中唯一智慧文明的機率有多大?

我基本上認同地球是宇宙唯一智慧文明機率為零的意見,但還有說法。

其實現在要確定地球是全銀河系唯一文明或者不唯一文明的結論還為時過早,是全宇宙唯一文明或不唯一文明的結論就更毫無根據。這是因為人類現在的觀測還很“近視”,只看到附近一點點區域。

別看現在最大最優良的望遠鏡已經看到了130多億光年的星系,但那只是個模糊的影子。有朋友會說,既然是個影子,怎麼有那麼多資料呢?質量、大小、元素都說得一套一套的?

這就是科學家們通過幾百年努力得來的理論和技術支撐了。透過各種量天尺,如超新星標準燭光、光譜紅移量可以得到天體的距離;透過引力效應,可以測算出天體的質量大小;透過光譜分析,可以得到天體所包含的元素比例。

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但是,這些資料是大概的,有無生命和文明根本看不到。

現在所有的光年外遠距離觀測都還是模糊不清的,只看到光點,根本無法看清細節。

不要說看到130億光年距離的文明,就是現在能夠觀測到周邊100光年的恆星,看到的都還只是一個亮點,甚至連恆星的圓面也看不到。據說迄今只有參宿四能夠看到圓面,那是因為它太大,距離又不遠的緣故。

對於迄今為止發現的4000多顆太陽系外行星,基本都是靠凌星法測出來的,真正透過望遠鏡觀察到的行星沒幾顆。所謂凌星法就是行星的公轉軌道面正好在人類視線與恆星的中間,當行星轉到人類視線與恆星中間時,會部分遮住恆星光芒,恆星的光度會發生變化,人們就是靠這點微弱的光變來“猜”這顆行星的存在。

除此之外還有視向速度法和微引力透鏡法等,基本都是靠“猜”出來的,再透過一些引力攝動測算,得出這個行星與恆星的距離關係、質量大小等。

即便那些被直接觀測到的行星,也幾乎就是一兩個畫素大小,根本無法知道上面有什麼。所以,在這樣一種背景下,人類有能力妄下定論認為地球是宇宙唯一文明嗎?

機率上分析,地球是銀河系或全宇宙中唯一智慧文明的機率有多大?

宇宙星系達10萬億之多,人類的目光還只在自己家門口。

銀河系就有4000億顆恆星,而現在透過深場觀測,即便一小片天區,在遙遠的宇宙深處,都有秘密麻麻的星系。

最令人震撼的就是哈勃極深場照片,這張簡稱為“XDF”的照片是哈勃望遠鏡選取經歷十年研究的一塊干擾因素最小的深空區域,取景範圍只有滿月角直徑的十分之一,也就是約1%滿月面積,盯著那裡看了三年,曝光總時間達到113天,得到了迄今為止一張最深邃宇宙深處的照片。(見上下圖)

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這張照片上可以分辨出至少3000多個星系,距離我們最遠的達到130多億光年,是宇宙大爆炸後4億多年誕生的星系。科學家估計,僅這片小小天區,有10000個星系以上。而這片天區只是位於赤經3h 32m 40。0s,赤緯-27°47‘ 29’‘(J2000)天爐座的一小片天區,面積只是全天的12700000分之一。

而宇宙星系是各向同性的,在任何方位的宇宙深處,都有同樣多的星系。這樣宇宙星系就至少有數千億個,這還僅僅是人類已經看到的星系數量測算,實際上人類目前的觀測手段,很可能還有許多星系並沒有看到,因此一些科學家估計,宇宙星系數量有萬億乃至10萬億之多。

人類現在連自己的星系,甚至連太陽系有沒有生命都還沒弄清楚,怎麼可能能夠斷定宇宙中有沒有其他文明存在呢?

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宇宙文明可能很多,但要遇到的機會太難了。

上世紀60年代,美國天文學家法蘭克·德雷克,提出了一個用來推測“可能與我們接觸的銀河系智慧文明數量”公式,人們把它叫做德雷克方程。這個方程的表示式有兩種,即公式1為:N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL,公式2為:N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。

這個公式的每一個符號都代表一個機率,比如N 代表銀河系內可能與我們通訊的文明數量,Ng為銀河系內恆星數目,fp為恆星有行星的比例等,這裡就不詳細介紹了,有興趣的朋友可在網上搜看資料。

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根據這個公式,人們並不能精確確定銀河系文明的數量,因為其中的任意一個程式碼都有很多的機率,因此出現了各種估計。根據這個方程,美國天文學家、科普作家卡爾薩根估計,銀河系存在地外智慧的星球數量約為100萬顆;美國科幻作家阿西莫夫則認為,這樣的星球應有67萬顆;而法蘭克 德雷克本人較為保守的估計為10萬顆。

但也有人認為,一個星系一般只會存在1個文明。

即便最不樂觀的估計,一個星系一個文明,宇宙中也存在著幾千億乃至數萬億個文明,這是一個多麼龐大的文明數量啊,可這些文明在哪兒呢?這就是所謂“費米悖論”。這個悖論過去也多次說過,這裡就不再贅述。

宇宙法則限制了文明的發展和交流?

廣袤無垠的宇宙既然有眾多的文明存在,為什麼人類迄今沒有發現地外文明一根毛呢?我認為是宇宙法則限制了文明的相互發現和交流。

首先,文明太稀少了。

即便是按照樂觀估計,銀河系有100萬個文明,也僅為4000億顆恆星總量的40萬分之一,也就是40萬顆恆星中有可能有一個文明。而人類現在還在自己的太陽系裡面爬行,太陽系外最近的恆星也距離4。22光年,憑人類目前能力,怎麼可能在自己周邊40萬顆恆星中尋找到文明呢?

要知道銀河系恆星平均密度約340立方光年1顆恆星,在這麼廣袤的空域尋找文明比大海撈針難多了。我們太陽即便與最近的恆星比鄰星,按比例大小也只像是相隔千餘公里的兩顆硬幣,要互相撞到一起或者找到都很難了,何況是40萬顆恆星中只有1個文明?按銀河系平均密度,40萬顆恆星所佔天區,最遠的都相隔500多光年了,兩個文明就像相隔上萬公里的兩粒塵埃了,要“看到”和“碰到”有多難?

何況如果是一個星系只有一個文明,人類有生之年(毀滅之前)有這個能力能夠走出銀河系嗎?

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其次,文明形式可能多種多樣,很難溝通。

宇宙不同星球環境千差萬別,有冷的有熱的,有有水的有沒有水的,有有氧氣的有沒有氧氣的,有大的有小的等等,很多人一直以來都認為生命形式就只有地球這種環境才能產生,但科學界並不這麼認為,比如土衛六是一個表面零下179。16℃的星球,而且大氣主要由氮組成,沒有氧或氧極微量,但科學家們高度懷疑上面有生命存在,而且是一種與地球完全不同的烷基生命。

因此宇宙中的文明很可能多種形式,有些完全出乎人類想象,其感知感覺交流通訊方式也完全與人類文明不一樣,這種文明要發現它或與它們交流就要更困難了。

再次,文明生存發展很難發展到高度階段。

宇宙對於文明的生存發展來說,太殘酷了,如地球就有諸多災難威脅著人類文明的存續,比如小行星撞擊、太陽能量爆發、地質重大改變、極端氣候等等,隨時都可能摧毀地球文明和生態。

宇宙文明升級到高層次需要一個相當長的穩定時期,但宇宙很難給文明這個機會,比如超新星爆發、黑洞中子星相撞等極端事件頻發,隔三差五就有一回,這些都是像人類這樣低等級文明無法應對的。

尤其是伽馬射線暴,可以消滅數光年內的一切生命和文明。因此有科學家認為,在宇宙整個演化過程中,90%以上的文明都被伽馬射線暴清理了,這很可能是文明很難發展到高階狀態的原因。

而低等級文明是沒有能力走出自己的星系,甚至沒有能力發現哪怕最近相鄰恆星的文明的,何況宇宙文明本來就十分稀少。

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這些綜合因素,就是人類迄今為止沒有發現有地外文明的原因。

而且很可能人類永遠也發現不了地外文明,而其他的地外文明也永遠找不到人類文明,更無法來到地球。但這並不說明宇宙中沒有文明存在,這就是宇宙中不存在地外文明的機率為零的理由。

但既然人類無法發現地外文明,也就不能證明地外文明的存在,因此從某種意義上來說,在沒有證明地外文明存在之前,也不妨認為,地球就是宇宙中唯一文明,只不過需加上一個限制詞:迄今為止。