这几天“外星人发来电波”很热门,你相信这宇宙中还有外星人存在吗?


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外星人存在吗?我们不妨来谈谈有关外星人的一个著名悖论:费米悖论 。
费米悖论
费米出生于意大利 。他的夫人具有犹太血统 。在二战之前为了躲避纳粹的迫害 。二人逃到了美国 。并加入美国国籍 。
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在1950年的一天 。费米和几位芝加哥大学的同事吃过午饭在一块儿闲聊 。谈到了外星人的话题 。费米突然问道:那么他们都在哪呢?其他几位教授突然意识到:这是一个很难回答的问题 。后来 。“外星人在哪”就被称为费米悖论 。
所谓悖论 。是一个命题通过某种合理的逻辑过程 。得到自相矛盾的结果 。为什么一个疑问句也可以称为悖论呢?
外星人是存在的
费米特别擅长于通过简单的方法估算复杂的物理问题 。这些问题被称为费米问题 。在外星人问题上 。费米又一次发挥了自己的专长:他估算了宇宙中大约有多少个超过人类的文明 。
我们知道:可观测宇宙的直径大约有900亿光年 。因为宇宙在膨胀 。距离我们越远 。宇宙膨胀的速度越快 。超过900亿光年以外的宇宙 。膨胀的速度超过了光速 。我们没有办法获得关于那里的任何信息 。
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在这个广袤的宇宙中 。分布着大约1000亿个像银河系一样的星系 。每个星系中又有1000亿到10000亿颗恒星 。有些恒星质量太大 。寿命比较短;有些恒星质量太小 。发光不稳定 。要想孕育出生命 。就需要与太阳质量差不多大的恒星 。科学家估计这样的恒星数量在5%~20%之间 。
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在类太阳恒星周围 。存在着许许多多的行星 。有些行星距离恒星太近 。温度太高 。有些行星距离太阳太远 。温度太低 。这些行星都不具备生命产生的条件 。只有那些类似于地球一样远近适中的行星才能产生像人类这样高度发达的文明 。科学家们估计拥有这种行星的恒星数量大约占总体的20%-50% 。
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现在我们有个合适的恒星和行星 。但是生命的产生过程本身也是十分复杂的 。科学家在实验室中模拟原始地球的各种条件 。也仅仅人工制造了氨基酸 。还没有创造出哪怕是最原始的生命形态 。但是 。漫长的时间又是生命生成的有力武器 。我们假设在这些适合生命存在的星球中 。经过数十亿年的演化 。仅有万分之一的星球发育出了高智慧生命 。
综合以上数据 。我们把类太阳恒星、类地球行星的数量都取下限1% 。就可以得出宇宙中高智慧文明的数量 。
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为了上上述估计更加准确 。美国国家射电天文台(绿岸天文台 。即小说《三体》中红岸天文台的原型)的天文学家弗兰克德雷克提出了一个更加详细的公式 。用以估算人类能够接触到的银河系内的高智慧文明数量 。按照德雷克公式 。人们计算出的应该能与地球接触的地外文明数量应该在数千到数万个之间 。
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也就是说 。如果我们接受了上面的数据 。宇宙中应该有数以万亿计的智慧生命 。就算仅仅看银河系这宇宙中的沧海一粟 。也应该有成千上万的智慧文明存在 。人类并不孤单 。
外星人应该被发现
外星存在高度发达的文明 。那么这些文明应该早就与人类有过接触了 。为了解释这件事 。我们首先介绍一种划分文明等级的方法:卡尔达肖夫指数 。
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前苏联天文学家尼古拉.卡尔达肖夫提出了一种区分文明等级的方法 。他指出:文明的发展必须依赖能源 。因此对能源的不同利用程度就标志着文明的不同等级 。
第I型文明表示可以充分利用所在行星(如地球)的能源 。功率大约为10^16W.
第II型文明表示可以充分利用所在恒星(如太阳)的能源 。功率大约为10^26W.
第III型文明表示可以充分利用所在星系(如银河系)的能源 。功率大约为10^36W.
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