關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
1950年的一天,核物理學家恩里科·費米在洛斯阿拉莫斯國家實驗室與幾位同事共進午餐時提出了一個問題,這個問題後來被稱為費米悖論:如果銀河系真的像許多理論所表明的那樣充滿了外星文明,那麼他們在哪裡呢?我們難道不應該看到他們存在的證據嗎?將近60年後,這個問題仍然令人困惑。畢竟,幾十年來對外星無線電訊號或外星文明證據的搜尋都一無所獲。
儘管如此,地外文明搜尋計劃(SETI)仍在繼續進行。 並且,對任何外星生命(即使是微生物形式)的搜尋也在迅速加強,探測火星的儀器和其他可能的附近候選者正被更詳細地探測,並且定期探測到太陽系外的新行星。 在缺乏智慧外星生命的硬證據的情況下,一些研究人員已經開始估算可能存在多少外星生命。 他們希望能夠證明繼續進行SETI搜尋是合理的,甚至可以改進搜尋,從而提高找到外星生命的機率,也許有一天能夠使費米悖論變得毫無意義。
在最近發表在國際天體生物學雜誌上的一篇線上論文中,蘇格蘭愛丁堡皇家天文臺的研究生鄧肯·福根建立了一個宇宙的數值模型,該模型基於生物起源的不同情景。 他的模型依賴於目前對恆星和行星系統的觀測知識,以及關於生命的可行性及其進化為高階智慧形式的能力的一些假設。 福根估計,如果生命只能在狹窄的初始條件下產生,那麼銀河系中應該有361個先進、穩定的文明。 然而,如果生命可以透過嵌入在小行星中的生物分子從一個行星傳播到另一個行星,這個數字將躍升至近38,000個。(福根指出,即使考慮到人口稠密的星系,也不能保證立即進行相互接觸。)
福根的模型使用了蒙特卡洛方法,該方法透過在重複模擬中隨機化系統中的起始變數,以允許其值的不確定性。 透過對100次此類模擬的結果進行平均,福根的分析得出了一個考慮了輸入變化的估計值。
但該領域的一些人認為,鑑於我們知識的差距,對外星智慧程度的估計不可能具有任何程度的準確性。 倫敦大學伯貝克學院的行星科學家伊恩·克勞福德說,關於生命的起源,這些數值估計“仍然受到所有其他不確定性和所有其他不可估量因素的影響”。 “我們必須承認,對於我們能夠實際估算銀河系其他地方智慧生命普遍程度之前需要了解的許多資訊,我們仍然非常無知。”
馬克·伯切爾說,從天文學角度來看,我們的知識庫已經相當完善。“但方程的生物和社會方面仍然是推測性的,”他在一封電子郵件中說。“正如福根指出的那樣,我們僅限於單事件觀察(地球上的生命)來進行廣泛的概括性預測(其他地方的生命)。”
福根承認,該分析存在一些不確定性,部分原因是由於太陽系外行星的資料集較小且有些偏差。 自1995年發現第一顆繞太陽以外的正常恆星執行的行星以來,已經發現了大約300個行星系統。 但是,這項工作中採用的探測方法傾向於發現相當大且熱的行星。 然而,歐洲的COROT衛星和美國宇航局即將推出的開普勒航天器應該能夠在未來幾年內透過專門的、靈敏的監測恆星亮度下降來定位更多類地世界,這種亮度下降發生在行星從恆星前方經過時。 福根說,“類地質量的岩石行星仍然是宜居性的最佳選擇”,因此這些發現將顯著影響他的結論。
他還指出,這些數字雖然存在不確定性,但不應被視為他論文的唯一結果。 他說,簡單地改進生命應該在何處和何時出現的模型,可能會改善SETI搜尋。 福根說,“在星系中尋找生命就像大海撈針”,任何關於在何處和何時尋找這根針的指導都應該是有用的。
但克勞福德認為,這種分析不會影響現狀。 “我們別無選擇,只能繼續尋找;我們無能為力,”他說。“SETI搜尋所能做的就是像過去40年一樣繼續監聽。”