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一个可计算银河系中外星文明数量的方程式——德雷克方程

费米悖论——以意大利裔美国物理学家恩里科·费米的名字命名,可以概括为一个简单的问题,任何仰望夜空的人都可能会问自己,除了地球外其它星系还有生命存在吗?或者,换句话说,银河系有1000 亿到 1 万亿颗恒星,这些恒星中的大多数都拥有系外行星,其中不乏有一些与地球相似的恒星,那么为什么我们除了地球外,在宇宙其他地方看不到外星人的存在呢?

一个可计算银河系中外星文明数量的方程式——德雷克方程

NGC 6397 中的远古恒星

▲哈勃太空望远镜在 2004 年和 2005 了用于创建球状星团 NGC 6397 合成物的图像。该星团距离地球 7800 光年,数十万颗远古恒星。

以上是1950年费米在午餐时与同事讨论UFO目击事件后想到的问题。据出席午餐的赫伯特·约克所说,费米的论点是这样的:

银河系中有数十亿颗类似于太阳的恒星。

这些恒星中的一些很有可能在星周宜居带中拥有类地行星。

许多这些恒星,以及它们的行星,都比太阳古老得多。如果地球是典型的,那么有些行星可能很久以前就已经发展出智能生命。

由于许多与太阳相似的恒星都比太阳大数十亿年,因此外星文明或至少是他们的探测器应该已经造访过地球。

已经有许多解释费米悖论的尝试,主要表明智慧的外星生物极其罕见,这种文明的寿命很短,或者它们存在但(由于各种原因)人类没有看到任何证据。

德雷克方程

而说起费米悖论就不得说德雷克方程了。费米悖论探究为什么地球没有被外星人造访的原因,而德雷克方程试图估算我们银河系中存在智慧文明的数量。但这两个概念都涉及很多不确定性,因为外星生命我们还有很多不知道的地方。

一个可计算银河系中外星文明数量的方程式——德雷克方程

德雷克方程以天文学家弗兰克德雷克的名字命名。1961 年,在Green Bank与包括行星协会联合创始人卡尔·萨根在内的一个会议上,德雷克提出了一个公式,可以想象地计算出“在银河系内,可以和我们接触的外星智慧文明数量”的方程式:

N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L

N是银河系中可检测到电磁辐射的文明数量

R * 是适合智慧生命发展的恒星形成率

f p是具有行星系统的恒星比例是银河系中适合生命生存的行星数量

f l是生命实际出现的适合生命的行星的比例

f i 是有生命的行星中出现智慧生命的比例

f c是开发出一种将其存在的可检测迹象释放到太空的技术的文明比例

L这种文明向太空释放可探测信号的时间长度。(以年为单位)

据密歇根大学的天体物理学家凯特琳·拉斯穆森 (Kaitlin Rasmussen) 说:“德雷克方程按照从最简单到最难的顺序进行,虽然像 L 这样的变量仍然纯粹是推测性的,但科学家们现在可以肯定地回答一些问题,比如银河系中的平均恒星形成率,以及带有行星的恒星的比例。”

一个可计算银河系中外星文明数量的方程式——德雷克方程

费米悖论和德雷克方程

虽然费米悖论问题让科学家们困惑了几十年,但有一些新的见解可以帮助研究人员更好地理解为什么外星人如此难以找到。

2016的一项研究表明,岩石行星历史的早期可能非常有利于生命的存在,因为在行星冷却并有水可用后约 5 亿年后,生命可能会出现。然而,在那之后,地球的气候很容易消灭生命。例如金星(它具有失控的温室效应)或火星(它的大部分大气层都已进入太空)。至于德雷克方程,任何求解它的尝试都需要对许多变量进行猜测,从而导致截然不同的结果。

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