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宇宙中的外星人种类,比地球总人口还多?科学家何以做出这种推断

 李清龙1023 2024-01-31 发布于江苏

目前,人类发现的数千个系外行星中,其中一些一些可能具有适合生命存在的条件。我们也已经向宇宙发出了很多的信号无人探测器,试图与其他的文明取得联系,寻找其他的生物。

然而到目前为止,我们还没有发现任何外星文明的踪迹,我们似乎是孤独的,似乎是独一无二和特殊的。那么,这是否意味着,我们就是宇宙中唯一的生命和文明?

然而并不是所有的科学家都这么认为,事实上有一些科学家更倾向于认为,宇宙中的外星人比地球总人口还多。

他们是基于什么判断的?假设真的存在那么多外星文明,为什么我们会找不到?

为什么科学家们相信存在外星人——费米悖论

要回答这个问题,我们首先要了解一个著名的悖论,叫做费米悖论。费米悖论是由意大利物理学家恩里科·费米提出的,他在1950年的一次午餐聚会上,突然问了一个问题:“他们在哪里?”

他指的是宇宙中的其他文明。他的问题引发了其他科学家的思考,他们试图用数学和逻辑来解决这个悖论。

费米悖论的核心是这样的:宇宙是非常古老和非常大的,它至少存在了138亿年,它包含了2000亿个星系,每个星系包含了数百亿个恒星,每个恒星可能有若干个行星。

在这么多的天体中,怎么可能没有适合生命存在的呢?一定有一些是诞生了生命和进化了文明的,甚至有一些是发展了科技的。如果这些文明足够先进,他们一定会探索宇宙,扩张领土,寻找同伴。

那么,既然宇宙中有这么多的文明,为什么我们还没有看到他们的任何迹象呢?为什么我们还没有收到他们的任何信号呢?为什么我们还没有遇到他们的任何代表呢?

这就是费米悖论的矛盾之处,它表明了我们对宇宙的认知和我们对现实的观察之间的差距。它暗示了我们对宇宙的理解可能有所缺失,或者我们对现实的观察可能有所遗漏。它也启发了我们对宇宙的好奇,或者我们对现实的怀疑。它是一个没有确定答案的问题,但是它却引发了无数的假设和推测。

那么外星人存在的可能性有多大?

要回答这个问题,我们首先要知道,宇宙有多大,有多少个星系,有多少个恒星和行星。根据最新的观测数据,宇宙的直径至少为930亿光年,受观测水平影响可能比这个更大,但其中可观测的部分约为460亿光年。

可观测宇宙中,就至少有2000亿个星系,每个星系中,大约有1000亿个恒星,每个恒星周围,大约有1-10个行星。也就是说,可观测宇宙中,大约有2×1022个恒星,和2×1023个行星。

这是一个难以想象的数字,如果把每个行星都看作是一个沙粒,那么所有的行星加起来,就相当于地球上所有的沙滩和沙漠的沙粒的总和。那么,在这么多的行星中,有多少是适合生命存在的呢?

这个问题没有一个确定的答案,因为我们不知道生命的定义和条件是什么。我们只能根据我们自己的经验,来判断一个行星是否适合生命存在。

一般来说我们认为,一个适合生命存在的行星,至少要满足以下几个条件:距离恒星适中,不至于太热或太冷,有液态水的存在。有稳定的大气层,能够保护行星免受宇宙射线和流星的侵袭,同时提供氧气等生命必需的气体。

有适当的自转和公转周期,能够形成昼夜和季节的变化,促进生命的多样性和适应性。有适当的地质活动,能够形成板块运动和火山喷发,提供矿物质和营养物质,同时调节温室效应和碳循环。

那么,在这么多的适合生命存在的行星中,有多少是真的存在着生命的呢?这个问题更加没有一个确定的答案,因为我们不知道生命的起源和演化是如何发生的。我们只能根据我们自己的历史,来判断一个行星上是否存在着生命。

一般来说,我们认为,一个存在着生命的行星,至少要满足以下几个条件:有合适的化学元素,能够形成复杂的有机分子,如碳、氢、氧、氮等。有合适的能量来源,能够驱动有机分子的合成和分解,如光、热、电等。

有合适的环境变化,能够促进有机分子的多样化和选择,如温度、湿度、压力、pH等。有合适的时间跨度,能够让有机分子从简单到复杂,从无序到有序,从无生命到有生命,经历无数次的试错和进化。

根据这些条件,我们可以估算出,可观测宇宙中,有多少个存在着生命的行星。这里,我们可以借用一个著名的公式,叫做德雷克方程。

这个公式是由美国天文学家弗兰克·德雷克于1961年提出的,用来估算银河系中存在着文明的行星的数量。这个公式的形式如下:N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L。

当然,这个公式只是一个粗略的估计,它忽略了很多复杂的因素,比如文明的类型、发展阶段、交流方式、分布区域等等。

而且,这个公式只是估算了存在着文明的行星的数量,而不是存在着生命的行星的数量。如果我们只关心存在着生命的行星,而不管生命是否智慧,是否文明,那么我们可以简化这个公式,只考虑前四个参数,即:N = R* × fp × ne × fl。

这样,我们就可以得到一个更大的数字。如果我们还是取这些参数的中值,那么N就等于5000。也就是说,银河系中,大约有5000个存在着生命的行星。

如果我们再次假设其他星系的情况与银河系相似,那么可观测宇宙中,就有10^15个存在着生命的行星。这是一个更加惊人的数字,如果把每个存在着生命的行星都看作是一个沙粒,那么所有的存在着生命的行星加起来,就相当于地球上所有的沙滩和沙漠的沙粒的总和的100倍。

从这些数字中,我们可以看出,外星人存在的可能性是非常大的,甚至是超乎我们的想象的。如果我们假设每个存在着生命的行星上,都有至少一种生命形式,那么可观测宇宙中,就有至少10^15种不同的生命形式。而地球上,目前已知的生物物种,只有约200万种。

也就是说,宇宙中的外星人种类,比地球总人口还多得多。这是一个令人震惊的结论,它意味着,宇宙中的生命是多样的。它也意味着,我们不是宇宙中唯一的生命,我们不是宇宙中最高级的生命,我们不是宇宙中最特殊的生命。

为什么我们找不到外星人的踪迹?

既然外星人存在的可能性是如此之大,那么为什么我们找不到他们的踪迹呢?如果宇宙中存在着大量的文明,那么他们应该已经探索了整个银河系,甚至整个宇宙,那么我们应该能够看到他们的存在,或者至少能够收到他们的信号。

但是,我们没有。我们没有发现任何外星人的证据和信息,也,没有遇到任何外星人的访问。这是为什么呢?这个问题有很多种可能的答案,我们可以从以下几个方面来分析:

外星人根本不存在。这是一个最简单,也最悲观的答案。它认为,我们之前的估算都是错误的,或者太乐观了,实际上,宇宙中根本没有其他的生命,或者其他的生命都是非常原始的,没有智慧,没有文明,没有技术。

我们是宇宙中唯一的智慧生命和文明,这个答案的问题是,它与我们之前的推理和数据相矛盾,它需要一个非常特殊的假设,即地球是一个非常特殊的行星,生命是一个非常特殊的现象。

但这个假设违背了科学的原则,即在解释一个现象时,应该选择最简单,最少假设的理论。因此,这个答案是不太可信的,也不太令人满意的。

外星人存在,但是我们找不到他们。这是一个更复杂,也更合理的答案。它认为,我们之前的估算都是正确的,或者至少是合理的,实际上,宇宙中存在着大量的生命,甚至大量的智慧生命,甚至大量的文明。但是,由于各种各样的原因,我们找不到他们,或者他们不想被我们找到。

科技发展有限。我们的科技水平还不够高,我们的观测手段还不够强,我们的探索范围还不够广,所以我们无法观测到那些距离我们太远或者太复杂的外星人。

我们也无法与那些使用不同的语言,不同的信号,不同的媒介的外星人进行通讯。因为我们无法理解那些有着不同的形态和结构的外星人。我们的科技发展还处于一个初级的阶段,我们还没有达到一个能够与宇宙中任何生命形式进行交流和互动的水平。

大过滤器。这是一个由罗宾·汉森提出的概念,指的是在生命从无到有,从低到高,从简单到复杂,从原始到文明的过程中,存在着一些极其困难的障碍,或者说是一些极其严峻的考验,只有少数的生命能够通过,而大多数的生命都会失败,甚至灭绝。

这些障碍或考验可能包括以下几种:生命的起源。这是一个最基本,也最神秘的问题,我们至今还不知道生命是如何从无机物质中诞生的,也不知道这个过程有多么困难,有多么偶然,有多么必然。

生命的多样化。这是一个更进一步,也更复杂的问题,生从单细胞到多细胞,从低等到高等,从简单到复杂,从无智慧到有智慧的过程中,发生了多少次的变异,多少次的选择,多少次的适应,多少次的进化。

也不知道这个过程有多么困难,有多么偶然。也就是说,地球上的生命,是在经历了无数次的变化和进化后,才达到了现在的样子,这似乎表明,生命的多样化是一个相对困难的事件,只有在经历了多次的挑战和机遇,才能发生。

根据大过滤器理论,如果以上列表是完整的,那么其中至少一个步骤是几乎不可能的。如果这不是一个早期步骤(即在我们的过去),那么这意味着不可能的步骤存在于我们的未来,也就是说,我们达到星际殖民的前景仍然暗淡。

如果过去的步骤实现的概率很高,那么许多文明将发展到目前人类的水平。然而,似乎没有文明能达到第9步,否则银河系中将遍布外星人星际殖民的飞船。

因此,第9步很可能是不太可能实现的,唯一可能使我们无法执行第9步的是某种灾难,或者某种重要资源(例如储量有限的能源)的枯竭。

因此,根据这一论点,如果将来在火星上发现多细胞生命(假设其独立进化),将是一个坏消息。因为这意味着步骤2-6很容易,而只有1、7、8或9(或某些未知步骤)可能是一个大问题。

所以大过滤器理论认为,可能存在很多外星人,但都因为各种原因都没有实现对能源等资源的无限利用,而导致消亡。


参考资料:

1. 蒂姆·厄尔本,田也.费米悖论——外星人都在哪儿?.《vip》——2015
2. 新版德雷克方程可揭示银河系高级文明数量——腾讯科技
3. 直到人类文明崩溃的那一天,我们也实现不了星际航行?-环球科学.2022-06-03
4.“大过滤器”或成制约宇宙文明发展紧箍咒 .中网资讯

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