外太空存在生命的可能性是多少？

自從人類認識到宇宙的無窮性以來，我們就直覺地認為，生命必定存在某個地方，無論是在我們的銀河系 還是遠處的某個星系。如果宇宙包含數十億個星系，而如果每個星系含有數十億恆星 ，如果這些恆星的一小部分有地球 般的星球，然後幾百個-甚至幾千-的外星 文明必須通過宇宙存在。

一段時間以來，科學只依靠邏輯來滿足自己。然後，在1995年，天文學家找到了我們太陽系 外的第一顆行星。從那時起，他們已經發現了近300個這些超太陽行星。雖然大多數火星與木星 相似（這就是為什麼他們更容易找到），但更小的類似地球的行星正在開始顯現。2008年6月，歐洲天文學家發現了三顆行星，都比地球大一點，繞著一顆42光年的恆星運行。

這些發現為尋求外星智能生活或SETI的人提供了肯定。哈佛物理學家和SETI領導人Paul Horowitz在1996年接受「時代周刊」採訪時大膽表示：「宇宙中的聰明生活？保證，銀河系中的智能生活？極有可能我會給你幾乎任何你想要的幾率。

然而他的熱情必須被科學家稱之為費米佯謬的東西鍛煉。1950年，核物理學家恩里科費米首次提出這個悖論，提出以下問題：如果外星人如此常見，為什麼他們沒有去過？為什麼他們沒有和我們溝通？或者，最後，為什麼他們沒有留下他們存在的殘餘物，例如熱或光 或其他電磁內臟？

畢竟，外星生命也許並不那麼普遍。或者也許導致先進文明的外星生命並不常見。如果只有天文學家才能量化這些可能性。如果他們只有一個公式可以解釋所有與外星生命有關的正確變數。事實證明，他們確實如此。1961年，作為幫助召開SETI第一次嚴肅會議的一種方式，無線電 天文學家弗蘭克·德雷克提出了一個公式，現在稱為德雷克公式，它估算了我們星系中潛在智能文明的數量。該公式引發了很多爭議，主要是因為它導致了廣泛變化的結果。然而，它仍然是量化有多少外星人試圖進行交流的最佳方式。

我們是獨一無二的嗎？德雷克方程

朱迪福斯特在電影「聯繫人」中扮演的艾莉·阿雅伊被其他星球上的生命思想所消耗。

試圖計算宇宙中外星生命存在的概率其實很複雜。宇宙不是一個靜態的環境。星星 出生，活著，死亡。一些恆星與行星相關聯。其他人沒有。這些行星中只有一些具有支持生命的合適條件。

生命本身就是一個棘手的變數。有些行星可能支持複雜的有機分子 - 蛋白質和核酸 - 而沒有別的。其他行星可能支持簡單的單細胞 生物。還有一些可能支持多細胞生物體，包括那些先進的技術，用於開發將信號傳播或發送到外層空間的技術。最後，即使是非常適應環境的生物也不會永遠持續下去。正如恐龍 和羅馬帝國在地球上所展示的那樣 ，所有朝代都將結束，無論是災難性的還是其他的。

弗蘭克德雷克在開發一個公式來量化尋找外星生命的可能性時，必須考慮所有這些變數。他的第一個任務是決定他想要計算的東西。首先，他將自己的想法限制在我們家庭星系的外星人中，並且只限於那些可能具有星際通信能力的人。然後他插入了一個數學因素來說明使這些文明發展所需的所有條件。

天文學家可以對其餘的變數進行有根據的猜測。例如，在我們太陽系的九個行星中，只有四個是天文學家稱之為地球行星 - 那些具有堅固表面的行星。在那些地球行星中，只有地球支持生命。如果我們以太陽係為代表，那麼我們可能會認為n e等於1/4或0.25。對其他變數也進行了類似的猜測，有趣的是，它們都具有非常相似的值，通常在0.1和1.0之間。因此，典型的計算可能如下所示：

N = 4×0.5×0.25×0.2×0.2×0.2×3,000,000

這給了我們星系中12,000個文明的價值。

德雷克的原始計算與N的這個值非常接近。當他運行這些數字時，他預測銀河系中可能會有一萬個可探測的文明[來源：Garber ]。直到1996年去世前，SETI運動的領導者卡爾薩根更加慷慨，他提出銀河系中可能存在100萬個文明。

難怪天文學家在20世紀60年代開始尋找外星生命時非常樂觀。在下一頁中，我們將看看他們是如何進行搜索以及它發生了什麼的。

測試和修改Drake方程

阿雷西沃天文台在波多黎各的鳥瞰圖

照片由NAIC - 阿雷西博天文台提供，這是NSF的一個設施

通過對銀河系 交流文明數量的估計，SETI科學家著手尋找它們。他們有兩個基本選擇：面對面溝通或長途溝通。前一種情況要求外星人訪問人類，反之亦然。考慮到我們的太陽系 與銀河系 其他恆星之間的距離，這似乎不太可能。後一種情況涉及無線電廣播，無論是通過空間發送還是接收電磁信號。

1974年，天文學家故意傳播了波多黎各 阿雷西博天文台發來的210位元組的信息，希望能夠向球狀星團M13發出文明信號。該信息包含有關人類和宇宙角落的基本信息，如關鍵元素的原子序數和DNA 的化學結構。但這種積極的溝通很少見。天文學家主要依靠被動通信 - 傾聽外星 文明傳送的信息。

一個射電望遠鏡是首選這種聽覺實驗的工具，因為它的設計，檢測波長較長的能量光學望遠鏡無法看到的。在射電天文學中，一個巨大的盤子指向一個附近的太陽星並調諧到電磁頻譜的微波區域。微波頻段在1,000兆赫和3,000兆赫（MHz）之間是理想的，因為它較少受到不必要的雜訊污染。它還包含一個輻射線 - 1,420 MHz - 天文學家可以聽到整個銀河系持續的嘶嘶聲。這條窄線對應於中性氫發生的能量轉換。作為宇宙的原始元素，氫應該被所有的星系間文明所了解，使它成為理想的標記。自1960年以來，來自世界各地的幾支隊伍一直在系統地聆聽銀河系和相鄰星系的恆星。

儘管他們共同努力，但SETI搜索沒有收到確認的外星信號。我們的望遠鏡已經找到了一些無法解釋的和有趣的信號，例如1977年在俄亥俄州立大學的研究人員發現的所謂「哇」信號，但沒有重複傳播，它提供了無可爭辯的外星生命證據。所有這些讓我們回到了費米悖論：如果銀河系中有成千上萬的文明，為什麼我們沒有發現它們呢？

由於德雷克和薩根作出了估計，天文學家變得更加保守。大膽保證外星生命存在的保羅霍洛維茨已經從德雷克方程得出了更適度的結果，發現N可能接近1000個文明[來源：Crawford ]。但即使這個數字可能太大了。

2002年，懷疑論者雜誌出版商邁克爾·舍默爭辯說，天文學家們沒有被他們的評價足夠的臨界大號，時間長度的文明仍然檢測到。從人類曙光以來，人們看到地球上已存在的60個文明，Shermer的L值為304.5到420.6年不等。如果將這些數字插入Drake方程中，則會發現N分別等於2.44和3.36。調整一些數字，你可以很容易地讓N降到1或更低。突然之間，外星生命形式的聽覺可能性大大降低。

即使是最熱情的SETI支持者也因缺乏40多年的「傾聽」宇宙電波而產生的結果而感到困擾。然而，大部分搜索都局限於我們的家庭銀河系。即使每個星系只有三四個文明，也有數十億和數十億個星系。這又傾向於尋找外星生命，這就是為什麼許多SETI天文學家採用與彩票選手相同的方法來進行他們的工作：如果你不玩，你就贏不了。

外太空有生命的可能性是什麼？

無法停止思考卡爾薩根的書「主動聯繫」中的女主角艾莉阿里亞耶（和第二頁上的圖片）。1997年電影中的一幕改編自這本書，其中在新墨西哥州沙漠中躺在她的汽車上的阿萊艾聽到了外星人文明問候的初步嘗試。她回到實驗室，向她的同事大喊指示，試圖確保射電望遠鏡陣列與信號保持一致。我仍然認為這是現代美國電影中最激動人心的場景之一。它使得外星人的聯繫似乎不僅僅是合理的，而且是迫在眉睫的。

當我第一次看到「聯繫」時，我對德雷克方程一無所知。然後我收到了這份任務，開始認真對待一個嚴酷的現實（至少如果你正在脖子上，希望能看到ET的一瞥）：我們的銀河系畢竟不會擁有外星文明。要麼不存在這些條件來讓它們發展，要麼它們確實發展了，它們在我們有機會見到它們之前就開始了。

所有這些讓我想知道Arroway如何對Drake方程做出反應。我有一種感覺，她會像以往一樣保持樂觀，堅持她的觀點，即如果我們是其唯一的居民，宇宙將會成為「可怕的太空」。

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