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银河系里到底蹲着多少外星人?

前几天晚上我躺在阳台的躺椅上,盯着银河那条模模糊糊的光带发呆,突然就冒出一个念头——此时此刻,银河系里有多少双眼睛也在盯着同一片星空?这个问题一旦钻进脑子就再也赶不走了,于是我干脆翻了一堆资料,想看看天文学家们是怎么琢磨这件事的。

先说答案:没人知道确切的数字,但科学家们发明了一套特别有意思的估算方法,就像用菜谱估算一锅汤里有多少颗盐粒一样,虽然数不清楚,但大概能知道是“几颗”还是“几万颗”。

银河系里到底蹲着多少外星人?

天文学家手里那套“宇宙菜谱”

1961年,一个叫弗兰克·德雷克的美国天文学家在西弗吉尼亚的绿岸天文台开会时,在黑板上写下一串符号,他当时大概也没想到,这串符号后来会成为寻找外星文明领域最有名的一个公式——德雷克方程

这个方程长这样:

N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L

看着挺唬人的对吧?其实拆开来看就像做菜一样简单,咱们一个一个来瞧瞧这些“食材”:

符号什么意思大概是多少
R*银河系每年平均诞生多少颗新恒星大概1到3颗
fp这些恒星里有多少带着行星现在看接近100%
ne每颗恒星周围平均有几颗“宜居”行星保守估计0.2到1颗
fl宜居行星上真的出现生命的概率完全靠猜,0到1之间
fi生命演化出智慧的概率更靠猜了
fc智慧生命发展出可探测技术的概率继续猜
L这种技术文明能存在多少年这个最关键也最让人揪心

你看出来了没?前面三项我们可以用天文观测数据填进去,后面四项……基本上靠哲学信仰,你是乐观派还是悲观派,算出来的结果能差出几十亿倍。

乐观派vs悲观派,差距大到离谱

我先把乐观派和悲观派的“口味”摆出来给你们看看:

  • 乐观派的配方:生命几乎必然出现(fl≈1),智慧也大概率会演化出来(fi≈0.5),技术文明能活很久很久(L>100万年),这样算下来,银河系里可能同时存在上万个甚至几十万个文明,卡尔·萨根在1966年跟苏联天文学家什克洛夫斯基合写的《宇宙中的智慧生命》里,估算的数字大概在10万到100万之间,想象一下,每几百光年就有一个文明邻居,银河系简直像早市一样热闹。
  • 悲观派的配方:生命的起源极其罕见(fl<0.0001),智慧更是偶然中的偶然(fi≈0.001),技术文明一旦出现很快就把自己作没了(L<1000年),这样算下来,银河系里的文明数量可能是1个——就我们自己,这个叫“地球特异假说”的观点,1998年由古生物学家彼得·沃德和天文学家唐纳德·布朗利在《地球殊异》那本书里详细论证过。
  • 折中派:取中间值,大概算出银河系有几十到几百个文明,这些文明之间的平均距离可能有几千光年,彼此基本碰不着面,各自在自己的角落里默默存在着。

银河系里到底蹲着多少外星人?

费米那个扎心的问题

说到这儿,必须提一下费米悖论,1950年夏天,物理学家恩里科·费米在洛斯阿拉莫斯实验室的食堂里,听同事聊到飞碟和外星人的话题,突然冒出一句:“那他们在哪儿呢?

这个问题问得所有人哑口无言,按乐观派算出来的数字,银河系早就该被殖民遍了才对,哪怕一个文明只用亚光速航行,花上几百万年也足够在整个银河系留下痕迹,可我们看到的天空静悄悄的,什么异常信号都没有,这就是大寂静——它像一个悬在天文学头顶的幽灵,让所有乐观估算都显得有点儿尴尬。

开普勒望远镜带来的实锤数据

德雷克写方程那会儿,人类连太阳系外有没有行星都不知道,1992年才发现第一批系外行星,而真正改变游戏规则的是2009年发射的开普勒太空望远镜,它盯着一小块天区连续看了好几年,发现满天都是行星,比恒星还多。

2020年,天文学家根据开普勒的数据做了一个统计:银河系里大约有3亿颗类地行星位于宜居带内,3亿颗啊!这还只是类地行星,不是气态巨行星那种不适合生命的地方,光这个数字,就够让人在失眠的夜里翻来覆去地想了。

最新的科学尝试

2020年,诺丁汉大学的天体物理学家汤姆·韦斯特比和克里斯托弗·康塞利切在《天体物理学杂志》上发表了一项研究,他们的思路跟德雷克不一样,他们假设地球上的智慧生命演化过程在宇宙中并不特殊——也就是所谓的“平庸原则”——然后用一个叫天体生物学哥白尼原理的模型去算。

他们的结论是:银河系里大概有36个活跃的技术文明,36个,不是36万个,如果这个数字靠谱的话,离我们最近的文明邻居大概在7万光年之外,通信一次来回3.4万年,相当于从旧石器时代晚期等到马斯克发火箭,黄花菜都凉透了。

这项研究里最要命的变量还是技术文明的存续时间,人类拥有无线电技术才120来年,就已经把自己推到核武器和气候变化的悬崖边了,如果一个文明的技术寿命平均只有几百年,那银河系里同时存在的文明数量就会少得可怜。

从无线电信号到技术印记

我们找外星人也得讲究方法,传统的思路是架射电望远镜听信号,但文明发出的无线电信号强度会随着距离急剧衰减,人类现在的“泄漏”信号——就是电视广播和雷达那类东西——以我们目前的侦测技术,在几光年之外就完全淹没在背景噪声里了。

所以现在科学家更关注的是技术印记,不一定是刻意发给我们的信息,比如行星大气层里的工业污染痕迹、巨大的太空结构(戴森球那种)、异常的恒星亮度变化,万一某个文明在大规模开发恒星能量,我们也许能通过恒星光谱的异常发现他们——管他愿不愿意跟我们聊天呢。

这个问题的奇妙之处

写到这儿我突然觉得,德雷克方程最大的价值可能根本不是算出一个数字,它像一面镜子,最后那个L——技术文明能存活多久——其实问的是我们自己。

假如银河系现在有36个文明,或者36000个文明,这个数字本身改变不了什么,但如果我们能确定绝大多数文明都没能熬过技术青春期,那我们站在这个门槛上,又凭什么觉得自己是例外呢?

反过来想,如果银河系真的只有我们一个文明——那就更吓人了,整个银河系4000亿颗恒星、上万亿颗行星,就这一个地方冒出了会写诗、会造望远镜、会躺在阳台上瞎想的生物,那这个文明的存续就不只是人类自己的事,而是整个银河系意识体验的唯一承载。

不管是36个邻居,还是孤独一人,看着头顶那片模糊的光带时,总觉得星星们也在安静地等着某个答案,或许在几千年几万光年之外,也有个智慧生物正躺在某种结构上,盯着他们夜空里的银河,想着同样的问题,信号穿不过去不重要,单是这个可能性本身,就让那片冷冰冰的星光多了几分温度。

夜深了,凉意从地面升上来,我收起躺椅准备回屋,最后看了一眼银河,不知道是心理作用还是真的,总感觉那片光带在微微闪烁着,像有什么东西正朝我们这边眨眼睛。

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