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费米悖论是什么意思

100人浏览   2024-10-07 10:10:50

费米悖论问:“每个人都在哪里?”

费米悖论:外星人在哪里?

费米悖论指的是两种情况的对立:一是外星智慧生物存在的可能性很大,二是我们没有证据证明外星人存在。

已故的英国科幻小说作家阿瑟•C•克拉克爵士曾描述过这种悖论,他说:“存在两种可能性:要么我们在宇宙中是孤独的,要么我们不是。两者都同样可怕。”

自那以后,许多专家一直在纠结于同一个问题。考虑到银河系中有那么多的行星和恒星,为什么我们没有收到任何消息呢?我们把这个问题称为费米悖论,有很多可能的解决方案——有些比其他的更令人不安……

什么是费米悖论?

费米悖论是这样一个问题:宇宙中所有的外星人都在哪里?如果生命如此丰富,为什么没有其他人来拜访我们,或者听到我们的消息?

据美国国家航空航天局称,在过去的20年里,我们在太阳系外发现了4000多颗行星,我们的星系中被认为存在着数万亿颗恒星,其中大多数都有自己的行星。

考虑到生命在地球上突然出现,我们难道不会期望它在宇宙的最后140亿年里至少在另一个地方开始吗?

谁提出了费米悖论?

费米在他的实验室里

根据行星学会的说法,费米悖论是由意大利裔美国物理学家恩里科·费米提出的。据说,他是在1950年与同事共进午餐时随口说出这句话的,当时他问:“大家都去哪儿了?”

他想知道,考虑到我们的星球与宇宙相比是相对年轻的,我们可能会期望现在有人来拜访我们——但我们没有任何证据表明这曾经发生过。

四年后,也就是1954年,费米去世了,所以没有太多时间去思考这个问题。但他的想法激发了整个科学领域希望解决这个问题,包括搜寻地外文明

费米悖论的解决方案是什么?

我们在宇宙中是孤独的吗?科学家们希望找到答案。一个外星球的插图

费米悖论有很多解决方案。最明显的,也是最有可能的是,我们只是没有足够努力地寻找其他生命,恒星之间的星际旅行是困难的。

太阳系之外的第一批行星是在20世纪90年代才被发现的。这意味着我们对其他世界的研究才刚刚开始。

例如,我们还没有发现很多和地球一模一样的行星,它们围绕着像太阳一样的恒星运行——但即将到来的望远镜有望在未来的10到20年内实现这样的探测。

即便如此,恒星系统之间的距离也是巨大的,这使得它们之间的旅行非常困难。例如,离我们最近的恒星系统,半人马座阿尔法星系,距离我们4光年。相比之下,地球到海王星的距离是0.0005光年——以目前的技术来看,这一旅程仍需要几十年的时间。

聪明的外星人可能只是决定永远不来拜访我们,或者很久以前就来了,没有留下任何痕迹。

另一种可能是,生命实在是太稀少了,两个智能物种在浩瀚的太空中彼此相对靠近的可能性微乎其微。

另一种更为悲观的说法是,我们在宇宙中是孤独的。像地球上那样的生命,根本不可能出现,我们的世界是唯一一个发生过这种情况的世界。

大多数科学家认为这是不可能的。但有一种可能性是,某种被称为大过滤的事件,可能会阻止像我们这样的文明进步到足以与其他地方接触的程度。

什么是大过滤?

“大过滤”指的是灾难性的事件,无论是人为的还是自然的,都会导致可居住星球上的智能生命在有机会进入宇宙之前就灭绝。

这些事件可能是许多事情之一。它们可能是强大的太阳耀斑、气候变化、小行星撞击,或者可能是地球自身的一些事情,比如核末日。

如果这个想法是正确的,我们不清楚我们是否已经通过了这个过滤器——或者我们还没有达到它……

德雷克方程是什么?

德雷克方程是美国天文学家弗兰克·德雷克在1961年提出的一个想法,他认为,如果我们知道几个关键变量,就可以计算出宇宙中潜在文明的数量。

德雷克方程的公式是:

N = R* x p x ne x 1 x i x c x L

R* =银河系中恒星形成的平均速率

P =支持行星的恒星的比例

Ne =每颗拥有行星的恒星中可能支持生命存在的行星的平均数量

1 =那些“可能”支持生命发展的行星的一部分

I =发展出智慧生命和智慧文明的行星的比例

C =那些发展出技术来交流他们的存在的文明的一部分

L =这些文明向太空发送可探测信号的时间长度

通过把所有这些因素都包含在这个等式中,你可能就能算出宇宙中还有多少其他智能文明存在。

德雷克曾经说过,这个“简单”的公式类似于用每年新入学的学生数乘以一个学生将在一所大学里待的平均年数来估计一所大学的学生人数。

然而,到目前为止,这个等式中的一些关键变量仍然是未知的,这意味着我们还不能得出其他智能生命物种的可能数量。

我们能解决费米悖论吗?

许多科学家希望我们能解决费米悖论。即将发射的望远镜,比如美国宇航局于2021年12月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,将能够以前所未有的方式研究系外行星的大气层,同时对新行星的搜索仍在继续。

通过在其恒星周围的宜居带找到更多的行星,这些行星的温度刚好适合液态水的存在,科学家们可以缩小宇宙中其他类地世界的可能性——并且,通过使用先进的望远镜,研究我们星系中的一些类地天体。

最终,科学家们只是需要更多的数据来真正理解费米悖论。但是,如果结果证明适合居住的行星是普遍的,而天文学家仍然没有听到任何人的消息,那么这可能表明,在地球上像这样的智慧生命是罕见的。

我们在宇宙中是孤独的吗?

我们不知道我们在宇宙中是否孤独,但科学家希望在未来几年回答这个问题。

正在进行的任务,比如美国宇航局在火星上的“毅力”漫游者,可能会给我们提供重要的线索。“毅力”正在收集样本,这些样本将在21世纪30年代返回地球,可能包含过去或现在火星上存在生命的迹象。

如果我们能在火星或其他地方发现哪怕是简单的生命,比如木星的冰卫星或土星的卫星,比如木卫二和土卫二,那将证明至少有两个地方——地球和另一个世界——出现了生命。

在这种情况下,它将表明生命不仅仅局限于我们自己的星球。这样一来,我们就有可能看到,其他像我们这样的智慧生命,很可能存在于银河系内外。

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