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解密德雷克方程,找到地外文明的可能性大嗎?

文章作者:Lily | 2016-05-17
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在“奧茲瑪”計劃之后,德雷克組織了一場會議,邀請一組科學家來商討通過觀測來尋找地外智慧生命的前景和陷阱。1961年11月,10位射電技術員、天文學家和生物學家在綠畔聚集,參加了這場為期兩天的會議。當時參會的人當中,有年輕的卡爾·薩根以及加州大學伯克利分校的化學家馬爾文·卡爾文。卡爾文在參會時獲悉自己獲得了當年的諾貝爾化學獎。

在準備這場會議時,德雷克列出了一個著名的方程:N=R×fp×ne×fl×fi×fc×L。

今天,這一串字母和運算符號經常出現在T 恤、咖啡杯以及汽車保險杠的招貼上。它比它看起來還要簡單。N代表我們銀河系中目前存在的“可觀測文明的數量”,這個數字是一組更加易于檢測的未知參數的積。R是銀河系中每年誕生的恒星數量,fp是這些恒星中具有行星系統的比例,ne是典型類太陽系中類地行星(具有適宜生命存在的潛能)的平均數量,fl是這些行星中真正能夠孕育出生命的行星的比例,fi是具有生命的行星中能夠進化出智慧生命的比例,fc是這些智慧生命中能建立星際間無線電通信系統的比例,L是這種能進行通信的文明存在的平均壽命。

德雷克方程不但直觀,而且迷人。通過把一個宏大而且未知的主題分解為一系列更小、更好研究的問題,SETI成了具體實在的努力,讓地外生命是否存在這個問題具有了科學分析的基礎。

從那時開始,天文學家和生物學家就一直在尋求這個方程的答案。第一眼看上去,讓其得到一個合理的估值并不難,但是計算出能夠進行通信的智慧生命的數目并不簡單。自1961年起,這個方程中一部分參數的取值已經得到確定,但至少有三個是極度未知的。

我們銀河系當中恒星形成的速率大概是每年一顆,R=1;第二個參數fp可能是小于1的,因為不是每顆恒星都有行星系統;如果一顆恒星有行星系統,那么它擁有兩到三顆具有液態水的適宜生命產生的行星和衛星,看上去是一件很合理的事,因此fp和ne的乘積或許接近1;樂觀主義者會說生命會在它能夠產生的任何地方產生(fl=1);達爾文的自然選擇過程最終傾向于演化出智慧生命(fi=1);如果研發出電力和廣播技術,并因此產生交流的需求,沒有哪種智慧文明能存在多久fc=1)。在這種最樂觀的情境下,德雷克方程被簡化為N=L(擁有技術的智慧文明存在的平均年壽命)。如果L 的值是10萬年,我們的銀河系中就有10萬個可以跟我們聊天的文明。這還是假設在一顆行星幾十億年的壽命當中,只產生一個這樣的文明。原文地址:http://www.qbeat.tw/article/201605/1048.html

10萬這個數字意味著每400萬顆恒星中就有一個發射無線電信號的文明——這是足由。如果它們在銀河系中隨機分布,最近的一顆離我們或許有500光年。雙向通信會占據人類文明史上很長一段時間,但是單向通信是可行的。

然而,雖然自20世紀60年代以來,射電望遠鏡、信號接收技術和計算機運算能力都有了巨大的提升,40年的SETI計劃卻沒有能夠搜尋到任何信號。誠然,候選的無線電信號具有極大的“參數空間”(候選頻率、天空中的位置、信號強度、頻率飄移速率、占空比等),與此相比,已經檢測的只占很小一部分。但至少我們發現,我們的銀河系沒有被波長2 1厘米氫頻譜的強大外星無線電信號占據。1961年的時候沒有人能下這個結論。

我們是不是對德雷克參數的取值估計過高了呢?擁有技術的文明的平均壽命是不是很短?或者,是不是天文學家漏掉了其他更細微的方面?

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