任天

在銀河系數(shù)千億顆恒星中，會(huì)存在多少外星智慧文明？一項(xiàng)新研究給出的計(jì)算結(jié)果是：36個(gè)。

該研究假設(shè)地球生命在一定程度上代表了宇宙中普遍的生命演化方式，認(rèn)為智慧生命誕生于一顆與恒星距離適當(dāng)?shù)膸r石行星上，經(jīng)歷大約50億年的演化過程。如果這一假設(shè)是正確的，那么在銀河系中，人類可能并不是唯一的智慧生命，只是由于距離太過遙遠(yuǎn)，使我們至今還未與其他鄰居相遇。

資深天文學(xué)家塞斯在加利福尼亞州山景城的搜尋外星文明研究所工作，并未參與這項(xiàng)新研究。他表示，該研究的另一個(gè)重大假設(shè)是宇宙中所有地方的生命演化時(shí)間軸都與地球相同，這意味著表面上看似精確的計(jì)算其實(shí)具有誤導(dǎo)性。

遙遠(yuǎn)的鄰居

當(dāng)然，人類是否是宇宙中唯一智慧生命的問題，目前來看短時(shí)間內(nèi)不會(huì)有確定的答案。不過在1961年，天文學(xué)家弗蘭克·德雷克提出了一種估計(jì)地外文明數(shù)量的方法，即著名的德雷克方程式。

這個(gè)方程式根據(jù)不同的變量，確定人類是否有可能找到外星智慧生命（或者被其發(fā)現(xiàn)）。這些變量包括：銀河系中每年的恒星形成速率;恒星與行星的數(shù)量之比;形成生態(tài)系統(tǒng)的行星占所有行星的比例;以及演化出生命的行星所占的比例。接下來還可以進(jìn)一步縮小范圍，加入更多變量，如產(chǎn)生智慧生命（而不是簡單的藻類）的行星占所有行星的比例，以及其中發(fā)展出通訊能力（可以從太空探測(cè)到）的行星所占的比例（人類就屬于這一類，因?yàn)槿祟悜?yīng)用無線電波進(jìn)行通訊的歷史已有將近一個(gè)世紀(jì)）。

最后一個(gè)變量是與外星文明交流所需的平均時(shí)間。銀河系大約有140億年的歷史。如果智慧程度較高并具有星際通訊能力的地外文明最多能持續(xù)幾百年，那么地球人與他們的交流機(jī)會(huì)也就少得可憐了。

求解德雷克方程是不可能的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)變量的值是未知的。然而，英國諾丁漢大學(xué)的天體物理學(xué)家克里斯托弗·康塞爾利斯和同事們對(duì)使用恒星形成和系外行星存在的新數(shù)據(jù)進(jìn)行嘗試饒有興趣。系外行星是指在太陽系以外圍繞其他恒星運(yùn)行的行星。在2020年6月15日的《天體物理學(xué)雜志》上，康塞爾利斯發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

“在幾年前，這篇論文是不可能寫出來的，”康塞爾利斯說道。研究小組計(jì)算了銀河系中恒星的年齡分布，尋找其中至少有50億年歷史的恒星，這樣的時(shí)間跨度可能足以形成類似人類的文明。他們發(fā)現(xiàn)，銀河系中97%的恒星年齡超過50億年?？等麪柪贡硎?，我們所處的太陽系有45億年的歷史，在銀河系中相對(duì)較新，因此銀河系中存在許多更老的恒星是很合理的。

然后，研究人員計(jì)算出擁有足夠密度和穩(wěn)定的行星系統(tǒng)的恒星數(shù)量。在年齡超過50億歲的恒星中，有大約三分之一符合條件。接下來，利用目前天文學(xué)家對(duì)系外行星分布的了解，研究人員估計(jì)了這些恒星的宜居帶內(nèi)巖石行星的數(shù)量。他們還計(jì)算出了哪些恒星具有足夠高的金屬含量，足以為環(huán)繞其運(yùn)行的巖石行星提供必要的元素，用于建設(shè)各種基礎(chǔ)設(shè)施（比如無線電發(fā)射器）。最后，他們根據(jù)迄今為止使用無線電技術(shù)的地球時(shí)間線，將具有通訊交流能力的文明壽命設(shè)定為100年。

結(jié)果如何？研究人員發(fā)現(xiàn)，如果其他行星上的生命演化軌跡地球相同，那么在今天的銀河系中，應(yīng)當(dāng)存在著36個(gè)具有智慧、能與人類交流的外星文明。不過，這一估值具有不確定性，外星文明的數(shù)量范圍在4個(gè)到211個(gè)之間。如果外星文明大致均勻地分布在銀河系各處，那么我們最近的鄰居可能就在17000光年之外。

如此遙遠(yuǎn)的距離意味著我們不太可能聯(lián)系上他們。研究人員計(jì)算出，外星文明所廣播的可探測(cè)信號(hào)理論上需要大約3060年的時(shí)間才能被我們接收到。換言之，要與這樣的外星文明建立雙向?qū)υ?，人類（和外星人）必須在至?120年的時(shí)間里保持文明的延續(xù)。

對(duì)假設(shè)的質(zhì)疑

對(duì)于尋找外星人的問題，研究人員還提出了更加樂觀的設(shè)想。例如，如果生命在50億年之后的任何時(shí)間——不一定是在50億年時(shí)——都能演化出智慧文明，則銀河系中可能存在的文明數(shù)量將上升到大約928個(gè)。在這種情況下，一個(gè)地外文明只需要1030年的時(shí)間就能與我們?nèi)〉寐?lián)系。

這些估算數(shù)字的問題在于，研究作者們用天文數(shù)據(jù)填補(bǔ)了德雷克方程中的一些空白，卻沒有經(jīng)過太多討論就省略了一些最復(fù)雜、最具爭議的變量。生命真的會(huì)在類太陽恒星系適居帶內(nèi)的任何巖石行星上演化嗎？生命誕生45億年后就一定會(huì)演化出智能生命嗎？如果6600萬年前沒有小行星撞擊地球而導(dǎo)致恐龍滅絕，那么地球上智能生命的演化時(shí)間軸可能就完全不同。

或許最具局限性的變量是其中一個(gè)假設(shè)：一個(gè)能夠交流的文明只會(huì)在一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間內(nèi)傳遞出信號(hào)。即使對(duì)人類文明來說，這樣的論斷似乎也過于悲觀。盡管近幾個(gè)月來人類文明遇到了許多挑戰(zhàn)，但在可預(yù)見的未來，人類似乎不太可能停止使用無線電波。

康塞爾利斯表示，計(jì)算是理解人類存在及其未來的一種方式。如果事實(shí)證明，銀河系中存在的文明比該研究所預(yù)測(cè)的更多，那就意味著生命可以在比地球更寬泛的條件下演化，或者表明迄今為止，地外文明的壽命往往比我們?nèi)祟惖奈拿鏖L久得多。“如果我們發(fā)現(xiàn)了很多這樣的行星，那將是一個(gè)好跡象，表明我們的文明可能有很長的壽命?！笨等麪柪拐f道。

另一方面，如果對(duì)地外生命的搜尋仍然一無所獲，可能就意味著生命的出現(xiàn)在宇宙中非常罕見;或者當(dāng)智慧生命出現(xiàn)時(shí)，他們往往會(huì)迅速自我毀滅。也許銀河系在幾十億年前還是相對(duì)“熱鬧”的，但那些生命早已灰飛煙滅。