NASA研究暗示银河系可能早已遍布外星生命,我们为什么还没找到他们?
昨晚我在阳台浇花的时候,抬头看了一眼星星,突然想到一个问题——咱们银河系里据说有1000亿到4000亿颗恒星,每颗恒星周围平均至少有一颗行星,这意味着什么?意味着光是我们这一个星系里,类地行星的数量可能就是个天文数字,然后我就去翻了几篇论文,发现NASA的一些科学家其实早就抛出了类似的观点:外星文明可能已经广泛分布在银河系各处,只是我们还没能辨认出来。
这个想法最初让我后背有点发凉,但仔细想想,其实特别合理。
德雷克方程推一遍,数字大得让人沉默
1961年,天文学家弗兰克·德雷克在绿岸天文台的一次会议上,在黑板上写了一个公式,后来被称为德雷克方程,这个方程不是什么物理定律,更像是一个思考框架,用来估算银河系里有多少个能跟我们联系的外星文明,我把它拆开给你看:

- 恒星形成率:银河系每年大约诞生1到3颗新恒星。
- 拥有行星的比例:开普勒任务的数据显示,几乎每颗恒星都有行星。
- 宜居行星数量:保守估计,7%到15%的类太阳恒星拥有位于宜居带的岩石行星。
- 生命诞生概率:地球上生命几乎在环境允许后立刻出现,暗示这个概率不低。
- 演化出智慧的概率:这一步争议最大,因为地球花了将近40亿年才等到人类出现。
- 发展出技术的概率:文明能发射无线电信号、建造航天器。
- 技术文明的寿命:一个文明在自我毁灭或衰落前,能存续多久。
即便把后几项取得极度保守,比如智慧诞生概率只有万分之一,技术文明平均存活一万年,代入方程后银河系中同时存在的文明数量也在几十到几十万之间,这不是科幻小说的情节,这是NASA自己资助的研究得出的范围,2020年发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文,诺丁汉大学的研究人员用更保守的假设推了一遍,认为银河系里至少有36个正在通信的文明。
36个,听起来不多对吧?但它们可能均匀散布在直径10万光年的星系盘上,彼此间距近两万光年,你发一条信息,对方要在两万年后才收到,这种“对话”的节奏,想想都觉得寂寞。
为什么我们什么也没看到?费米悖论的温柔版本
1950年夏天,物理学家恩里科·费米在洛斯阿拉莫斯吃午饭的时候随口一问:“他们都在哪儿呢?”这大概是科学史上最著名的一句随口抱怨,既然数字这么大,为什么天空这么安静?SETI研究所用射电望远镜扫描了六十多年,除了几个至今解释不了的窄频信号——比如1977年的Wow!信号——几乎一无所获。

NASA的行星科学家拉维·科帕拉普在2021年的一篇综述里梳理了几十种可能的解释,我挑几个我觉得最戳心的来说:
| 解释类别 | 核心逻辑 | 我们为什么可能错过 |
| 大过滤器在前 | 生命诞生容易,演化出复杂生命很难,技术文明极稀有 | 我们可能已经过了最难的关卡,宇宙里到处是细菌但没有人和 |
| 大过滤器在后 | 技术文明倾向于在发明无线电后几百年内自我毁灭 | 他们曾存在,但早已消失,信号在抵达我们之前就断掉了 |
| 动物园假说 | 高等文明有意不干涉我们,像人类观察自然保护区 | 他们就在那里,只是刻意隐藏了存在 |
| 介质不同步 | 我们用电磁波,人家用中微子或引力波通信 | 我们相当于用对讲机监听一个全用短信的世界 |
| 时间差 | 文明在时间和空间上分布不均匀,重叠窗口极窄 | 他们辉煌的时候,地球还是微生物的天下 |
我特别注意到NASA戈达德太空飞行中心在2018年发的一篇工作论文,里面提到一个很朴素的视角:人类寻找外星文明的历史才六十年,而银河系已经存在了130亿年,六十年对一百三十亿年,这个比例比眨一下眼睛还要短无数倍。在这六十年里,我们真正能监测的恒星数量也极其有限,而且人类自己的技术正从向外广播转向光纤和加密传输,我们的“电磁噪音”正在变暗,如果其他文明也是这条路径,他们安静下来的速度可能比发出声音快得多。
NASA的寻找方式正在悄悄转弯
以前我们以为外星人会大方地发来一串素数序列,或者在某个频率上反复播放莫尔斯电码,但最近十几年的思路变了,2023年NASA在系外行星科学路线图中,把“技术签名”——也就是文明活动的痕迹——列为重点方向,这不光是听无线电了,还开始看大气层的化学成分。

举个例子,詹姆斯·韦伯望远镜目前正在观测几颗超级地球的大气层,如果在某颗行星的透射光谱里同时检测到氧气、甲烷和氯氟烃类化合物,那几乎不可能是自然产生的,氧气和甲烷在一起本来就会反应消失,除非有东西持续在补充它们,而CFC类气体压根没有已知的自然来源,光谱不会撒谎,它不会跟你玩“猜猜我是谁”的游戏,只要仪器够灵敏,这些化学指纹就是铁证。
还有一种我在科普讲座里听到的说法:与其去找比我们先进的,不如去找比我们原始的,银河系里可能充满了微生物级别的生命,它们的代谢废气比如二甲基硫醚、磷化氢——就是2020年在金星大气里疑似发现的那种气体——会在光谱里留下痕迹,这类发现也许比任何无线电信号都早到来。
换个角度想,也许答案根本不遥远
写到这里我又去阳台站了一会儿,天已经全黑了,头顶的夏季大三角清晰可见,织女星距离我们25光年,如果那儿有个文明,他们此刻看到的,是1999年的地球,那一年人类刚建好国际空间站的第一个组件,诺基亚手机还是主流,人类刚刚开始大规模使用互联网,如果织女星人用超级望远镜看向我们,他们会看到什么?可能只看到一颗大气成分开始异常的蓝色行星,直到再过二十五年,才能看到我站在阳台上发呆。
我倾向于认为银河系里不缺生命,缺的是同时性,两个文明要恰好出现在彼此可以感知的时空窗口里,这个概率可比单一出现一个文明的概率低太多了。《自然·天文学》在2022年有篇评论题目就叫《Lonely but not alone》(孤独但不孤单),我觉得这个词组特别精准,银河系可能像一个巨大的森林,到处都有鸟在叫,但每只鸟都用自己物种的频率,在不同的时间鸣唱,森林里充满了声音,却没有一场对话真正发生。
说不定哪天早晨你刷手机,看到NASA发布一则简短声明,说在某个42光年外的星球大气里检测到了明确的技术活动痕迹,那将是一道重新定义人类自我认知的分界线,而在这之前,我们只能继续猜测、计算,然后用余生慢慢等待——或者,成为主动发出嘹亮叫声的那只鸟。