除了地球,宇宙还存在其它生命吗?存在的话,又有多少呢?
为了回答这个问题,天文学家提出了一个经典的数学方程:德雷克方程。
不错,这是一个用来计算外星生命数量的数学方程。
这是天体物理学家德雷克于1961年提出。
那么这个公式是如何计算的呢?
德雷克方程看着挺复杂,它是由七个参数的乘积得出的结果。
但其实,这七个参数是以两个基础条件的值来作为计算依据。
这两个基础数据是:星系中宜居行星的数量和宜居行星中可诞生智慧生命的机率。
也就是,宇宙有多少宜居的行星乘以可诞生生命的比例,便是可产生生命的行星的数量。
所以,这个方程主要就是围绕这两个基础条件来计算的。
那么我们来看第一个宜居行星的数量是怎么估算的。
德雷克是从三个方面入手。
一,星系在有效周期每年产生恒星的数量;
二,这些恒星中有多少可以存在行星;
三,这些行星中又有多少是宜居行星。
这三者的乘积就是宜居行星的预估数量。
所以,方程中R表示的是星系每年产生恒星的速率,Fp表示的是具有行星的恒星比例,Ne则是具有宜居行星的比例。
这三个参数,我们可以根据观测来确定,
那么1961年德雷克依据银河系给出的这三个参数的值为,
R:每一年星系就会诞生一颗新的恒星。
Fp:是所有恒星中大概有0.2——0.5个会存在行星。
Ne:所有这些行星中有1——5颗位于宜居带。
第一个基础条件的值好确定。
但第二个基础条件宜居行星存在智慧生命的概率,这个值就很难了,因为我们几乎没有观测的数据参考。
宜居行星存在智慧生命的概率
这个基础条件有四个参数。
Fl 宜居行星可产生生命的概率。
Fi 这些生命又有多少可以形成智慧生命。
Fc 形成智慧生命后,又有多少可发展出科技文明。
L 发展出了科技文明,他们又能延续多长时间向外发射探测的信号。
这四个参数不向前面有观测数据的支撑,它们只能凭借我们的经验去估值。
所以它的不确定性很大。
1961年德雷克给出的这4个参数的值为:
7个参数的取值范围
最后依据取值计算可以得出结果:20—50000000。
也就是银河系中,可能存在科技文明的行星数量是在20—5千万颗。
把这个数字推广到整个宇宙的话,宇宙中存在科技文明的行星数量将不计其数。
但,就像费米说的那样,他们都去哪了?
为何我们至今没有发现一个!
这个就是所谓的费米悖论。
为了解释这个问题呢。
天文学家一直努力着。
2024年4月,《科学报告》期刊上发表了一项研究。
研究中说到,德雷克方程中最后四个参数不确定性很大,若是修正了其中两个参数,我们得到的答案或许可以解释费米悖论的问题。
这两个参数是Fi以及L。
Fi这个参数,研究人员认为,我们应该考虑行星板块的构造。
因为以地球而言,地球的板块构造在复杂的智慧生命演化过程中,有着重要的作用。
所以这个参数可分为两个子参数:Foc和Fpt。
Foc具有海洋和陆地的宜居行星比例,Fpt是那些存在海洋和陆地且有长期板块构造的宜居行星的比例。
考虑这些的话,最后Fi的值将不是1,而是0.003%——0.2%,L的值这次也做了调整。
所以依照这个数值计算的话,最后得出的结果是在0.0004—20000这个范围。
也就是按照最小值估算的话,每1万个星系中,只可能有4颗行星存在科技文明。
这也是为什么我们至今没有找到外星智慧生命的原因,因为按照这个数量,存在外星智慧生命的行星数量太少了。
但对于这个结果,其它的项仍有不确定性,所以天文学家也希望精确剩下的参数,以让德雷克方程能有更好的参考价值,
虽然这个方程还不能确切的告诉我们外星智慧生命的数量。
但随着参数的精确,得到的结果也会越来越近。
你好。