最近的外星人離我們大概有多遠？

在科幻作品中，我們已經見過了各種各樣的外星人，好像在某個寧靜的早晨，他們就會駕駛著遮天蔽日的大飛船出現在各大城市上空。但仔細想想，他們到底是從什麼時候開始朝地球飛的呢？又是從多遙遠的星系來的呢？

理論物理學家LostAbaddon用嚴謹的數學推理，給我們計算了最理想情況下，離我們最近的外星人到底在多少光年之外。如果沒有翹曲引擎、蟲洞和空間跳躍技術，看上去我們還要在宇宙中孤獨很長一陣子。

最近的外星人離我們大概有多遠？

作者｜LostAbaddon

這樣的一個問題，如果你去問科幻作家，他們會說只要有了翹曲引擎或者空間跳躍技術，哪怕在宇宙的另一端都不是問題。如果你去問哲學家，他們會說我們之所以希望發現外星人，是基於我們對自身文明程度與價值體系的思考。而如果你去問一個理論物理學家，他大概就會用非常詳盡而嚴謹的科學推理，來計算這個距離到底有多少光年。

可能有多少種外星人？

首先，我們生活的太陽系所在的銀河系旋臂是一片十分「擁擠」的地區，每立方光年有0.00352顆恆星。這個數雖然看上去很小，但比起銀河系的平均恆星數密度8.45×10^-6，還是大了很多個數量級。

在銀河系中總共約有1×10^11顆恆星，按照美國天文學家法蘭克?德雷克60年代在綠岸鎮提出的德雷克（Drake）方程，計算可能與我們接觸的銀河系內外星球高等文明的數量，大概有20000顆和地球差不多的能產生智慧生命的行星。在科幻小說《接觸》中，卡爾?薩根就借天文學家Ellie之口說，「宇宙比任何人所能想像的還要大，如果只有我們，那就太浪費空間了。」而僅僅在我們的銀河系裡，就可能有這麼多存在生命的星球。

宇宙那麼大，「如果只有我們，那就太浪費空間了」。

假設歸假設，先別急著坐上飛船沖向這些行星尋找外星人，20000這個數據其實過於樂觀了。德雷克方程中有許多變數，按照最嚴格的設定，計算結果只有0.000065顆類地行星。按照另一個寬鬆一點的係數設定，是2.31顆，也就是說，我們大概可以在銀河系的對面發現另外一顆地球，而剩下的0.31顆就得看運氣了。因此，20000這個數據幾乎是在完美假設下才可能出現。

但這並不是說20000就是上限，還有許多其他的情況。例如科幻作品中常常提及的硅基生命，就可能是碳基生命以外的生命形態。在19世紀末，波茨坦大學的天體物理學家儒略·申納爾（Julius Sheiner）就提出了「硅基生命」的概念，英國化學家詹姆士·雷諾茲（James E. Reynolds）也曾說，硅化合物的穩定性讓硅基生命能在高溫下生存。說不定在一顆遙遠的星球上，就有把光能轉化為電能的硅基生命。

遙遠星球上的硅基生物

在極端環境下，也可能存在碳基生命，例如英國南安普頓大學的科學家就在印度洋底的火山出口，發現了以硫為食的生物。這種高溫高壓環境就與一些地外行星的環境類似，原始生命產生了一種微小的細胞離子泵，驅動生命進行化學反應。

深海熱泉附近可能也有生命

行星的衛星上也可能誕生生命。當卡西尼號飛越木衛六時，科學家們就透過表面的迷霧，在這顆衛星的南極觀察到了一個面積大約是2萬平方公里的湖泊，其中絕大部分是液態甲烷和乙烷，卡西尼號隨後在土衛六「泰坦」的北極也發現了類似的湖泊。

泰坦北極的液態湖泊

另外一個恆星的「適宜行星帶」里可能有兩三顆地球，或者一個星球上有不止一種生命。情況太多太複雜了，我們還是先按照20000種外星人算。

最近的外星人有多近？

雖然銀河系中心不太適合生命誕生，但為了方（tou）便（lan），我們就先假設所有有外星人的星球都是「隨著恆星密度在銀河系中平均分布」的。用更通俗的語言來說，就是恆星多的地方更可能存在智慧生命。

既然是如此平均分布，那可以認為是滿足四面體法則的，因為四面體的分布最平均。根據高中幾何，假設四面體的邊長為L，再假設這個區域中恆星的密度是幾乎不變的，所以這個區域中的恆星數量是ρL^3/(6√2)。

在最平均的情況下，這個區域中的星體數量與智慧行星的數量的比可以看作與銀河系中恆星的數量與智慧行星總數的比相同。也就是說：

ρL^3/(6√2)=N/M

（N是恆星總數，M是智慧行星總數）

好了，有了公式，我們可以算出在太陽系所在的位置，最近的智慧生命與我們的平均距離就是：

L=(6√2N/M/ρ)^(1/3)=2888.73605光年

好遠啊……這得飛到什麼時候？

這個數字簡直太讓人絕望了。在1950年，物理學家費米在討論外星人時突然問了一句「他們都在哪兒呢？」，這句話變成了後來的「費米悖論」。如果外星人已經進化出了高等智慧文明，那為什麼他們還沒有來地球？連探測器之類的東西都沒有？

由此看來，29個世紀前，地球上還沒什麼人，人家沒事幹嘛往你這裡發消息？就算收到了，原始人估計也看不懂。而如果沒有翹曲引擎、蟲洞和空間跳躍引擎，我們現在用電磁波沖外面喊話，對方也要過29個世紀才能收到信號。

所以，沒發現外星人是正常的。

當然，我們不能因為還沒發現外星人就斷定他們不存在，說不定在某個遙遠星球上，生命才剛剛萌發，還掙扎在原始海洋那一盆稀薄的肉湯里；或者他們早已經進化出了文明，只是不想搭理其他星球，做一群安靜的外星人。

在考慮外星智慧生命的時候，我們假設了許多理想的狀況，但對生命來說，可以細分的東西太多了。而且光是銀河系就這麼大，對星球數密度的估算會出現偏差。但就最低級估算來說，至少能對外星人與我們的距離有一個最直接的印象。

至少，他們（也許）不會明天就開著飛船來毀滅地球了。

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