• 周五. 1月 28th, 2022

千亿娱乐客户端:别找外星人了:模型显示,宇宙里或许只有我们?

  牛津大学的研究者分析数据得出结论称,地外智慧生物几乎不可能存在。

  

  UFO想象图 图源:thedailybeast

  科幻作品总在暗示宇宙里还有智慧生物。但新模型显示那不过是一厢情愿。

  尽管遇到了缺乏证据的小问题,今天大部分天体物理学家和宇宙学家还是相信地外智慧生物肯定存在。

  这种假设后的逻辑似乎毫无问题。宇宙中有数十亿的星系,每个都有数十亿颗恒星,也会有数十亿颗行星绕着其中一部分运转。考虑到如此大的数量,从统计学上看,说整个体系中只有一次演化出了智慧生物非常保守。

  

  地外行星系统想象图 图源:astrobio.

  但如果,这令人震惊的小可能性是真的呢?如果智人实际上是整个宇宙所有历史中唯一一个发现无线电、建X射线观测站、并且把飞船送进太空的物种呢?

  

  X射线观测站概念图 图源:nasa

  如果——尽管存在包裹在蓝绿色烂泥中的地外行星——我们彻底没有同伴呢?

  这是英国牛津大学人类未来研究所的物理学家安德斯·桑德伯格、埃里克·德雷克斯勒和托比·奥德的论点。在一篇发表在预印本网站上等待同僚评论的论文里,三人组模拟了天体生物学的两大试金石——费米悖论和德雷克方程——联系起来并以严谨的数学方式处理时的情况。

  不得不说,结果并不乐观,至少对于希望哪里正孕育着至少一个外星文明的人来说如此。

  

  他们报告说,现有的对地外智慧生物存在概率的计算基于很多不确定性和假设,导致结果的误差幅度达到了“多个数量级”。

  把可能的化学和基因机制考虑进来,尽可能地限制这些因素,他们在发现中声明以下结论,那就是“我们很有可能是孤独的”。

  费米悖论以物理学家恩里科·费米命名。他在1950年说,仅仅一个银河系就有这么多恒星,那么考虑到宇宙的年龄,即使演化出智慧生物的可能性很小,也意味着人类现在应该清楚它们的存在。

  

  然而事实上,他接着说,我们没有。考虑到智慧生物出现的可能性,这就很奇怪了。于是悖论来了,他问道:“它们在哪儿呢?”

  美国天文学家弗兰克·德雷克在1961年提出了德雷克方程,试图围绕费米的论点构造一个分析框架。他计算了宇宙中存在的智慧生文明的数量,不论我们实际上看不见它们。

  德雷克的想法可以这样表示:N = R ? fp ? ne? fl ? fi ? fc ? L

  

  德雷克方程 图源:nasa

  在等式中,N代表银河系中能发射可探测的电磁信号的文明数量,由模型中的其他因素决定。其他因素分别表示处于合适演化阶段的恒星的比例,这些恒星有系外行星的比例,其中适合生命存在的行星比例,以及真正出现生命的行星比例。

  这个总数在加进其他限制条件后会进一步减少——有生物的行星中出现智慧生物的比例,智慧生物中发明科技,能向宇宙中发射信号的比例,以及的确将理论变成现实,发射了信号的文明的比例。

  

  外星生物想象图 图源:sciencemag

  这一切都很令人印象深刻,但与其说它科学不如说它“听上去科学”。桑德伯格、德雷克斯勒和奥德愉快地引用了英国天文学家吉尔·塔特的话,将德雷克方程描述为“将我们的无知组织起来的好方法”。

  研究者说,方程通常使用时的问题是,赋给大部分变量的参数值仅仅代表可能性最大的猜测——而且,猜测者对智慧生物存在可能性所持的乐观或悲观态度对结论有着很大的影响。他们说,结果里经常用精细计算的天文数据乘上临时估计的数据。

  

  他们引用了另一位英国天文学家,史蒂文·J·迪克的话:“也许科学史上从未有过一个这样的方程,得出的结果差了八个数量级…每个科学家似乎都把自己的偏好和猜测带进了这个问题。”

  他们说,迪克说的还比较好听。德雷克方程对可能性的许多计算结果相差数百个数量级。

  

  在一篇不是完全无关的附带报道中,研究者们评论了瑞典裔美籍宇宙学家马克斯·泰格马克近期的计算,其中测算了宇宙中出现智慧文明的可能性。

  泰格马克认为两个智慧文明间的距离没有理由是个固定值,然后说——考虑到银河系在可观测的宇宙中不过沧海一粟,而可观测部分与我们无法观测的宇宙相比又是微不足道——两个智慧文明在同一可观测宇宙中出现的可能性很小。因此,实际上,我们很可能是孤独的。

  

  地外行星概念图 图源:nasa

  桑德伯格、德雷克斯勒和奥德在他们的模型中使用了一种不同的方法,将当前科学的不确定性整合在一起,而就是这些不确定性给方程的不同部分带来了几十到几百个数量级的差异。其中有些涉及到一些关键问题,如生命从非生物物质中的产生——这一过程被称作“非生物发生”——以及之后,早期RNA类生物进化为适应能力更强的DNA类生物的可能性。

  然后的关键问题是,原始的DNA类生物要经过和地球上差不多的共生进化发展,让两种不同的简单生物组织组成复杂的真核细胞。真核细胞构成了地球上所有比细菌更复杂的物种。

  

  这样的结果太令人沮丧了,足以把一千个科幻作者吓得精神紧张。他们发现,费米悖论被解决了。

  “我们把现实的不确定性考虑进来,用反映当前科学认知的可能性分布代替固定的测算,就发现我们没有理由对银河系(或者可观测的宇宙)中还有其他文明太过自信。”

  “当根据费米悖论更新这一先验条件时,我们发现自己在银河系,甚至是可观测的宇宙里,很有可能是孤独的。”

  “'他们在哪儿?'——也许特别远,而且很可能在宇宙视界之外,永远无法到达。”

  参考资料

  1.WJ百科全书

  2.天文学名词

  3. Andrew Masterson – Alkaid虞

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