三国解

 找回密码
 立即注册
三国解 首页 《文明的选择》 查看内容

文明的选择-第一篇 失落的文明 第一章 恒星的礼赞

2017-1-19 16:28| 发布者: 傲Sir| 查看: 422| 评论: 0

摘要: 第一篇失落的文明第一章恒星的礼赞纤云弄巧,飞星传恨,银汉迢迢暗度。金风玉露一相逢,便胜却人间无数。柔情似水,佳期如梦,忍顾鹊桥归路。两情若是久长时,又岂在朝朝暮暮。宋代词人秦观的一曲“鹊桥仙”,上片写 ...

第一篇 失落的文明

第一章 恒星的礼赞

纤云弄巧,飞星传恨,银汉迢迢暗度。金风玉露一相逢,便胜却人间无数。

柔情似水,佳期如梦,忍顾鹊桥归路。两情若是久长时,又岂在朝朝暮暮。

宋代词人秦观的一曲“鹊桥仙”,上片写银河两岸牛郎织女聚会,下片写他们的离别。全词哀乐交织,熔抒情与议论于一炉,融天上人间为一体,优美的形象与深沉的感情结合起来,起伏跌宕地借用民间星辰传说,讴歌美好的爱情。这是一曲纯情的爱情颂歌,此词议论自由流畅,通俗易懂,却又显得婉约蕴藉,余味无穷,尤其是末二句,使词的思想境界升华到一个崭新的高度。

面对九天银河,自古以来无数文人骚客留下不尽诗篇。

 

一、天文望远镜

1、太空天文望远镜

1960年伽利略使用放大32倍率的第一架天文望远镜对准月球观察开始,近代天文学的大门被打开,开辟了现代天文学的新时代。

杰出的德国天文学家约翰尼斯.开普勒,行星运动的轨道定律、面积定律和周期定律三大定律发现者,揭示了行星运行的基本规律和法则,使他赢得了“天空立法者”的美名。所发明的开普勒折射式望远镜,比伽利略物镜是凸透镜(会聚透镜)而目镜是凹透镜(发散透镜)的望远镜,在放大倍数上有了质的提升,将人类的目光洒向更遥远的太空。

施密特在此基础上发明了折反射望远镜,并持续改进,将人类的目光不断向前延伸。

给人类带来最具深远影响意义的莫过哈勃空间望远镜,是以著名天文学家、美国芝加哥大学天文学博士爱德温·哈勃为名,在地球轨道上并且围绕地球的太空空间望远镜,它于1990424日在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。哈勃空间望远镜的位置在地球的大气层之上,影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线,是天文史上最重要的仪器之一。

成功弥补了地面观测的不足,帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题,使得人类对天文物理有更多的认识。哈勃的超深空视场(XDF)则是天文学家目前能获得的最深入、也是最敏锐的太空光学影像。

哈勃超级深空场2009项目(HUDF09)主要研究者、加州大学圣圣克鲁兹分校的Garth Illingworth解释说:“XDF是我们已知的最深远的宇宙图像,揭示了最遥远最黯淡的星系。XDF使我们得以回溯比以前更早期的宇宙。”

宇宙诞生于137亿年前,而XDF能回溯到132亿年的星系。XDF中的星系大多很小,处于年轻的成长时代,经常激烈地碰撞、合并。早期宇宙正是星系激动人心的形成期,包含大量格外灿烂的蓝巨星。它们的光刚刚抵达地球,因此XDF就是“遥远过去的时光隧道”。成长在斯皮策红外图像中看起来特别明亮的星系——意味着其中的XDF中最年轻的星系,离宇宙大爆炸仅有4.5亿年。

在执行任务的早期,哈勃望远镜证明了大质量黑洞在宇宙中普遍存在——大多出现在星系的中央位置。同时,天文学家还在它的帮助下,观测到宇宙膨胀的精确数据,从而推算出宇宙年龄为138亿年(误差不超过3%)。

201634,哈勃望远镜打破宇宙距离记录,通过将美国宇航局的哈勃太空望远镜推到它的极限,一个国际天文学家小组通过测量宇宙中所见过的最远的星系,打破了宇宙距离记录的记录。这惊人的明亮的婴儿星系,命名为gn-z11,被看作是134亿年过去,就在大爆炸后4亿年。gn-z11位于大熊座的星座的方向。

太空望远镜拉长了人类目光的距离,而射电天文望远镜使人类深度感知宇宙天体的辐射电波。

2、射电天文望远镜

射电天文望远镜是观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录﹑处理和显示系统等。

20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现:脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子,被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。

然而,天体辐射的电磁波极其微弱,70年来所有射电天文望远镜收集的能量,甚至翻不动一页书。所以,科学家希望拥有更大的射电望远镜,原因很简单---望远镜越大,收集的电磁波越强。

投资7.3亿元、世界迄今最大单口径射电望远镜FAST工程,20081226日在贵州省平塘县一片名为“大窝凼”的喀斯特洼地中正式启动,完工于20169月。 FAST是世界最大射电望远镜,借助天然圆形溶岩坑建造。FAST的反射镜边框是1500米长的环形钢梁,而钢索则依托钢梁,悬垂交错,呈现出球形网状结构。中国500米口径射电望远镜,接收面积相当于30个足球场大小,外形与卫星天线相似,与号称“地面最大机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高了10倍。与被评为“人类20世纪十大工程”之首的美国300米望远镜相比,综合性能提高了约10倍。FAST建成之后,将保持世界领先地位二三十年。

2016817日上天的全球第一颗量子微信,一个月后贵州完工的世界上最大单口径射电望远镜,代表人类最领先的基础科学研究的接力棒,已经由西方世界逐渐转移到中国,这个拥有地球最古老文明的国度,经过短暂的休整之后,再次肩负起人类的文明发展。

 

二、银河系

随着天文学的发展,特别是爱因斯坦“狭义相对论”以及“广义相对论”的基础理论体系指引,我们对宇宙的认识日异月新。

地月系、太阳系、银河系以及宇宙总星系模型不断被完善。

现代天文学研究表明,我们的太阳所在的银河系是一个棒旋星系,太阳系位于银盘内,距离银河中心27,000光年处的一条气体浓密,被称为猎户臂的螺旋臂内侧边缘。在内侧10,000光年范围内的恒星形成突起的核球和一条或多条短棒从核球延伸。非常靠近中心点的一个强烈辐射源,被命名为人马座A*,可能是个黑洞。在很大距离范围内的恒星和气体大约都以每秒220公里的速度在轨道上绕着银河中心。

可见光望远镜大约能观测到以太阳为中心半径5000光年范围内的恒星,而银河系的半径达56万光年,太阳距银河系中心约3.3万光年,距太阳最远的银河系恒星达9万光年。根据目前推断,银河系大约有4000亿颗恒星,正负误差为50%,因此,银河系的恒星数为2000亿~6000亿颗。宇宙中有1000亿~2000亿个像银河系这样的星系。如果银河系的恒星数量以最低的2000亿颗计算,由此推算出的宇宙中的恒星数量为20万亿亿~40万亿亿颗。

在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为7,000光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球状区域,那里恒星少,密度小,被称为“银晕”,直径为7万光年。银河系的物质约90%集中在恒星内。

恒星并不能永恒的存在,它也会有衰老的一天,所以恒星并不是无限制的增加,因此银河系中的恒星数量也只是天文学家们的推测,只是一个大概数量,当代的科技尚不能具体说出银河系有多少个恒星。具体的恒星数量还有待科学的不断进步,才能观察到。

 

三、太阳系

太阳系是人类睁眼看宇宙的第一站。

太阳为中心,和所有受到太阳的引力约束天体的集合体。包括八大行星、以及至少173颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体。


太阳系中的八大行星都位于差不多同一平面的近圆轨道上运行,朝同一方向绕太阳公转。除金星及天王星以外,其他行星的自转方向和公转方向相同。彗星的绕日公转方向大都相同,多数为椭圆形轨道,一般公转周期比较长。

轨道环绕太阳的天体被分为三类:行星、矮行星和太阳系小天体。

行星是环绕太阳且质量够大的天体。有足够的质量使本身的形状成为球体;有能力清空邻近轨道的小天体。能称为大行星的天体有8个,依照至太阳的距离:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。卫星(如月球之类的天体),虽然也在太阳系范围之内,由于不是环绕太阳而是环绕行星、矮行星或太阳系小天体,被定义到太阳系小天体之外。

为方便理解太阳系各个行星间的距离,1976年,国际天文学联会把一颗体积可忽略、公转轨道不受干扰而且公转周期为365.2568983日(即一高斯年)的粒子与一个质量相等约一个太阳的物体的距离,定义为一个天文单位(英文:Astronomical Unit,简写AU),约等于地球跟太阳的平均距离。一天文单位约等于1.496亿千米。2012年国际天文学联合会重新定义为一个常数149,597,870,700米。

太阳系的领域包括太阳,4颗像地球的类地行星,由许多小岩石组成的小行星带,4颗充满气体的类木行星,充满冰冻小岩石,被称为柯伊伯带的第二个小天体区。在柯伊伯带之外还有黄道离散盘面和太阳圈,和依然属于假设的奥尔特云。

 

四、行星距离

按照最新的天文学定义和当前的观测能力,太阳系内发现并定义为八大行星。

早在1772年,德国天文学家波得在他编写的《星空研究指南》一书中,总结并发表了6年前由一位德国物理学教授提丢斯提出的一条关于行星距离的定则。定则的主要内容是这样的:取036 12244896……这么一个数列,数列表述为an=0.4+3*(2n-2)/10(天文单位),每个数字加上4再用10来除,就得出了各行星到太阳实际距离的近似值。

水星到太阳的距离为(0+4 /10=0.4天文单位  实际距离0.39

金星到太阳的距离为(3+4 /10=0.7天文单位  实际距离0.72

地球到太阳的距离为(6+4 /10=1.0天文单位  实际距离1.00

火星到太阳的距离为(12+4/10=1.6天文单位  实际距离1.52

某行星到太阳的距离为(24+4/10=2.8天文单位(未发现行星)

木星到太阳的距离为(48+4/10=5.2天文单位  实际距离5.20

土星到太阳的距离为(96+4/10=10 天文单位  实际距离9.54

带入已经发现的行星,全部完美的符合公式,但当N=5时,按照公式,在(244)÷102.8这个距离处应该有行星,实际没有观测的。波得相信,“造物主”不会有意在这个地方留下一片空白;提丢斯则认为,也许是火星的一颗还没有发现的卫星在这个位置上的。但不管怎么说,提丢斯—波得定则在“2.8”处出现了间断。

提丢斯-波得定则提出后,天文学的发展,给予定则有力的支持。第一,1781F.W.赫歇耳发现了天王星,它差不多恰好处在定则所预言的轨道上。第二,提丢斯在当时就预料,在火星和木星之间距太阳2.8天文单位处应该有一个天体。1801年,意大利天文学家皮亚齐果然在这个距离上发现了谷神星;此后;天文学家们又在这个距离附近发现许多小行星。经过计算,它的距离是2.77天文单位,与2.8极为近似。它被命名为谷神星。可是它的个子太小了,只有1020公里。陆续地,在火星和木星轨道之间又发现了其他的行星,但个子也都不大。后来人们知道,这就是所谓的小行星带,从发现的数量预测,预计小行星数量达到150万颗。于是很多科学家提出该行星可能因为某种原因被解体所呈现,也再次印证定则预测。

天王星到太阳的平均距离为(192+4/10=19.6 实际距离19.2

某行星到太阳的距离为(24+4/10=2.8天文单位谷神星(小行星带)

随着海王星和冥王星的发现,在此给定则带来新的挑战。

海王星到太阳的平均距离为(384+4/10=38.8 实际距离30.2

冥王星到太阳的平均距离为(768+4/10=77.2 实际距离39.6

非常有趣的是当N=9时定则值38.8刚好介于海王星实际距离30.2和冥王星实际距离39.6之间,地球质量如果为1,则海王星的质量为17,而冥王星的质量只有0.002。特别是海王星和冥王星的轨道有部分重叠,按此推理,未来的某个时间,在海王星和冥王星运行重叠之际,海王星可能直接俘获冥王星变为自己的卫星,新的轨道将介于两个行星固有轨道之间,恰好满足提丢思定则!

 

五、行星形成理论

    太阳系所有的行星的共同特性是同向性共面性和近圆形,这是巧合吗?

几大行星的起源,是人类一直力图破解的谜团,尽管有星云说、撞击说等多种假设,但都存在一定瑕疵。特别是太阳系几大行星的同向性、共面性和近圆性,至今科学界还没有令人信服的合理解释。

所谓同向性,就是太阳系的几大行星公转方向与太阳自转方向相同。所谓共面性,就是几大行星公转轨道平面,非常接近同一平面,并且这个平面与太阳自转赤道平面夹角不到6度。所谓近圆性,就是除水星和冥王星外,其它所有行星公转轨道都很接近圆形。

最新的天文观察发现,行星大量存在是宇宙中的普遍规律,并不是太阳或少数恒星特有的现象。人类目前发现的行星数量远远少于恒星,是由于行星相对较小,又不发光,很难被现有科学仪器探知而已。目前,人类连太阳系内的较大行星,只是探知了冥王星轨道以内,对冥王星轨道以外是否存在较大行星?并不清楚。其实,任何一个恒星周围都存在许多行星,现有科技能够发现的系外行星,仅仅是沧海一粟。

所有恒星都向外辐射带电高能粒子流(即离子流、也称“恒星风”、对太阳来说俗称“太阳风”),这些粒子以百万度高温,从恒星冕层出发,不断加速降温地向外辐射,平均速度超过每秒上千公里。最终,这些粒子都到哪儿去了?由于组成这些粒子的是离子态物质,根据物质不灭定律,这些粒子不会消失。那又会不会归附到另外的恒星?也不可能。因为所有恒星都在向外辐射带电高能粒子流,且带有相同电荷,在恒星系边缘相遇时,必然互相排斥。因此,所有粒子都逃不脱母体恒星的引力范围。

大量接锺而至的高能粒子,在恒星系边缘聚集和碰撞,像滚雪球一样越滚越大,在恒星引力作用下,向着恒星螺旋式下降回归,沿途不断俘获其它小型天体物质,逐渐聚合成一个个大小不一的行星。最终,这些行星都将依次落回到母体恒星中,完成一轮长达几十亿年的物质循环过程。类似于地球上的水循环,地表(包括海洋)水上升到天空,冷凝成雨水、雪花或冰雹后,又回落到地表,行星很像是恒星天空中回落的“冰雹”。尽管高能粒子的密度很低,但对于体积巨大的恒星,经过数亿年的辐射,才汇聚成一颗相对很小的行星,应该无可置疑。就像倾盆而泻的暴雨,却是来自无形挥发的地表水;若将数亿年挥发的地表水汇集到一起,总量同样十分惊人。

恒星向外辐射的高能粒子流,从恒星冕层出发时温度高(百万度)、势能低(接近零),到达恒星边缘时温度低(接近绝对零度)、势能高(最大值)。根据能量守恒定律,行星回归过程正好相反,势能由高变低、温度由低升高。而行星回落时,物质集中,热能不易散发,势能转变为行星的内部热能。由于引力与距离的平方成反比,行星越靠近恒星,下降同等距离势能降幅越大,升温也就越快。特别是接近恒星的内层行星,成为一个内核逐渐升温、融核逐渐膨胀,外壳逐渐融薄,壳体不断破裂的“活体”星球。我们人类居住的地球,就是这样一个内部能量非常活跃的星球。

以上只是行星形成的探源,但太阳系的几大行星为什么会具有同向性、共面性和近圆性呢?太阳的高能粒子流是向四面八方辐射的,似乎到达太阳系边缘时应该是球面分布。但事实并非如此,由于这些高能粒子从太阳日冕层出发时,就已经具备随太阳自转的旋转动能。如果以太阳为坐标,其运行轨迹并不是太阳半径的延伸,而是在旋转离心力的作用下,所有高能粒子都会逐渐向太阳赤道平面靠拢,最终在太阳系边缘的赤道平面形成一个巨大的环状粒子雾。这时的高能粒子,虽然径向速度为零,但与太阳自转同向的旋转状态依然保持。可见,这些组成行星的初始物质,既具有与太阳旋转方向的同向性,又具有与太阳赤道平面的共面性,当然太阳系的几大行星也具有同向性和共面性了。正因为汇聚到太阳系边缘的粒子雾,是相对集中的圆环状,而不是非常分散的球面状,故为行星的孕育提供了十分有利的条件。

行星从太阳系边缘螺旋式降落回归的过程,初始呈抛物线轨道,接着是偏心率很大的椭圆轨道,后来演变成偏心率逐渐收小的椭圆道,进入冥王星轨道内,就变成了偏心率非常小的近圆轨道。至于水星轨道偏心率,为何大于另外几大行星?由于水星轨道靠太阳太近,太阳内部气态物质的循环对流、黑子大暴发、日冕大喷发等,不仅会引发太阳的瞬间颤动或质心微移,而且喷发物质也会对靠近行星产生较大冲击,这对水星轨道偏心率造成的影响,必然远远大于其它行星。

随着行星向太阳的逐步靠近,其旋转速度加快,公转周期缩短,下降速度变慢。事实也是如此,太阳系中水星离太阳最近、旋转速度最快、公转周期最短、星龄最长;海王星离太阳最远、旋转速度最慢、公转周期最长、星龄最短;另外六大行星,都是依此规律类推。这也从多角度证明,行星应该是诞生在太阳系的边缘。

那么太阳系的边缘究竟有多远?尽管太阳系总质量的99.85%集中在太阳自身,但太阳系的范围却非常大。我们知道离太阳最近的恒星是相距4.2光年的南门二丙星,据此估算,到太阳系边缘的距离大约是2光年左右。如果按太阳高能粒子流每秒1000公里速度计算,则需要600年才能到达。看来,上述巨大环状粒子雾的半径,也应该是2光年左右。目前已知冥王星到太阳的距离,光速需要5.5小时。直观比较,到太阳系边缘比到冥王星距离远3185倍。可见,目前已知的太阳系几大行星,都是离太阳非常近的行星。那些远远超过冥王星距离的大行星,还有待人类去探索。

目前几大行星运行轨道平面,与太阳的自转赤道平面有不到6度的夹角,则表明大约在80亿年(近似水星年龄)前到10亿年(近似海王星年龄)前之间,太阳的自转赤道平面曾经有过多次微小变动。尽管其改变的角度很小,但对于相距2光年之遥的巨大环状粒子雾来说,不同周期的位置之差,即使用“差之毫厘,失之千里”也难以形容了。可以说,每个大行星轨道平面,都曾经是太阳的自转赤道平面;也可以说,太阳的自转赤道平面每次改变,都在太空中留下了印痕。

太阳系几大行星的体积和质量,为何相差如此巨大?只能表明在不同周期,太阳的亮度和辐射强度存在巨大差异。根据太阳系现有几大行星的质量和体积大小,明显看出,当组成木星的物质向外辐射前,太阳的亮度和辐射强度变化不大;到组成木星的物质向外辐射时(约22亿年前),太阳的亮度和辐射强度突然暴发,变得非常强烈(约增强320倍),以后逐渐缓慢减弱。以此推测,太阳系的第九大行星不可能是冥王星,应该是体积和质量仅次于海王星的较大行星。该行星具有比冥王星偏心率更大的椭圆轨道,公转周期大约350年左右。由于其运行的椭圆轨道更加扁而长,其近日点距离不低于冥王星,而远日点距离可能是冥王星的数倍。冥王星只是一个迟早将被其俘获的卫星而已,故将冥王星踢出九大行星之列,是非常正确的。

综上所述,尽管行星在宇宙中大量存在具有必然性,但并不是所有行星都能够承载生命繁衍,这与行星的大小,以及运行轨道离恒星的距离远近相关。行星太大,重力也大,不适合生命繁衍;行星太小,留不住大气,同样无法繁衍生命。运行轨道离恒星太远,表面温度低,缺乏液态水,生命无法繁衍;运行轨道离恒星太近,表面温度高,液态水全部蒸发,生命依然不能繁衍。只有大小适中的行星,当其运行轨道离恒星距离合适的条件下,才有可能繁衍出生命。

真正幸运是,承载人类的地球成为数量极少中的特例。感谢太阳能量的缓慢衰减,为地球生命的演化提供了很长的轨道周期!也感谢有了月球这样的伴星,对地球生命的演化起到了一定的促进作用!

当前天文学界尚无法评估太阳系各行星的年龄,如果采用中国太极图宇宙模型,则各大行星的年龄为:

水星年龄为 79.94亿年
金星年龄为 59.25亿年
地球年龄为 49.74亿年
火星年龄为 40.28亿年
木星年龄为 21.79亿年
土星年龄为 16.10亿年
天王星年龄为 11.35亿年
海王星年龄为 9.06亿年
冥王星年龄为 7.91亿年

这些数据极好的证明了该行星形成理论,应用该理论体系,也可以推理,在茫茫宇宙中,对于稳定的单恒星系统,都可能存在处于移居带的行星。

 

六、费米佯谬

如果我们的太阳是银河系中一颗普通行星,每一颗行星都具有孕育生命的概率,在如此大的恒星基数条件下,难道只有地球孕育出了智慧生命?

1950年,诺贝尔奖得主恩里科·费米和别人讨论飞碟及外星人问题时,突然冒出一句:“他们都在哪儿呢?”这句看似简单的问话,就是著名的“费米悖论”。“费米悖论”隐含之意是,理论上讲,人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球,那么,外星人只要比人类早进化100万年,现在就应该来到地球了。换言之,“费米悖论”表明了这样的悖论:

A.外星人是存在的——科学推论可以证明,外星人的进化要远早于人类,他们应该已经来到地球并存在于某处了;

B.外星人是不存在的——迄今为止,人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。

另一个紧密相关的问题是大沉默——即使难以星际旅行,如果生命是普遍存在的话,为什么我们探测不到电磁信号?

有人尝试通过寻找地外文明的证据来解决费米悖论,也提出这些生命可能不具备人类的智慧。也有学者认为高等地外文明根本不存在,或者非常稀少以至于人类不可能联系得上。地球殊异假说有时被认为为费米悖论提供了一种解释的答案。

在费米提出之后,该佯谬得到了不断的发展,如今被称为“齐奥尔科夫斯基(K. Tsiolkovsky)·费米·维尤因(D. Viewing)·哈特(M. Hart)·蒂普勒(F. Tipler)佯谬”,这些人都曾参与了费米佯谬的讨论并提出了重要观点。

1959年,《Nature》发表了一篇想象力十足的文章《寻求星际交流》——它如今已被该领域研究者奉为“经典中的经典”,两位天文学家科科尼和莫里森提出,可以利用微波辐射来探测银河系其他文明的构想。之后天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)提出了两道方程解,被称为德雷克公式 (又叫德雷克方程 )

公式1:N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL[2]

公式2:N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L

其中:

代表银河系内可能与我们通讯的文明数量

Ng银河系内恒星数目

fp恒星有行星的比例

ne每个行星系中类地行星数目

fl有生命进化可居住行星比例

fi演化出高智生物的概率

fc高智生命能够进行通讯的概率

fL科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例

公式2与公式1的区别在于R*替代了NgL替代了fL

R*为银河系形成恒星的平均速率,

L为科技文明寿命

德雷克公式用来估测银河系中存在地外文明星球的数量是多少。“德雷克方程”被看作是理论上对费米佯谬的第一次正式回应。美国天文学家、科普作家卡尔萨根估计,依据德雷克方程,存在地外智慧生命的星球数量应该为100万颗;美国科幻作家阿西莫夫则认为,这样的星球应有67万颗;而法兰克德雷克本人较为保守的估计为10万颗。

很多科学家不同意很多公式中变量的值(可以严谨地说德雷克公式计算于银河系中且我们可能接触的外星生物的数量,而不是有生命的机率)。取决于不同的值,方程式可以暗示生命的形成是频繁或稀少的。德雷克计算我们在任何时间可能接触的外星生命只有1个。

1975年,哈特在皇家天文社会学学报上发表论文《关于地球上地外文明缺席的解释》,首次把费米佯谬作为一个严肃的概念来讨论。针对费米的问题,他提出四种解释:

1、对地外文明而言,进行星际旅行还不可行。

2、从动机分析,地外文明不打算和人类进行接触。

3、地外文明刚刚出现不久,和人类的接触还需要一段时间。

4、地球已经被外星文明拜访过了,只是我们不知道而已。

哈特逐一进行讨论后,认为以上四个理由都不成立,由此得出的反推结论只能是:地外文明根本不存在。

哈特的文章获得了出奇高的关注率,大量的科学家开始积极关注费米佯谬,并提出了自己的意见。以观点激进而闻名的蒂普勒极力主张,用一种理论上能进行自我复制的“冯·诺依曼探测器”来代替无线电搜索。格瑞恩在论文《大沉默:关于地外智慧生命的争论》中,则认为德雷克方程的各项参数设置存在缺陷,并提出补充建议。

费米悖论讲述的是有关尺度和概率的论点和稀缺的证据之间的矛盾,宇宙显著的尺度和年龄意味着高等地外文明应该存在。但是这个假设得不到充分的证据支持。

费米悖论的第一点,即尺度问题,是一个数量级估计:银河系大约有2500亿(2.5 x10^11)颗恒星,可观测宇宙内则有700垓(7 x 10^22)颗。即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中,那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。这也符合平庸原理的观点,即地球不是特殊的,仅仅是一个典型的行星,具有和其他星体相同的规律和现象。有人用德雷克公式来支持这个论点,尽管这个式子的基础正在受到质疑。

费米悖论的第二点是对尺度观点的答复:考虑到智慧生命克服资源稀缺的能力和对外扩张的倾向性,任何高等文明都很可能会寻找新的资源和开拓他们所在的恒星系统,然后是涉足邻近的星系。因为在宇宙诞生137亿年之后,我们没有在地球或可观测宇宙的其他地方,找到其他智慧生命存在的切实可靠的证据;可以认为智慧生命是很稀少的,或者说我们对智慧生命的一般行为的理解是有误的。

“费米悖论”自成,在天文学界就有着相当的影响,因为它是基于科学探知的事实:古老的银河系,已有约100多亿年的年龄,而银河系的空间直径却只有大约10万光年,就是说,即使外星人仅以光速的千分之一翱翔太空,他们也不过只需1亿年左右的时间就可以横穿银河系——这个时间远远短于银河系的年龄。而且仅从数学概率上分析,在浩瀚的宇宙里,应该有着众多的类似地球的适合于生命存在的星体。并且这其中,有些星体的年龄要远远大于地球,因此,它们上面的生命进化,也要远远早于地球上的人类。

“费米悖论”生成几十年来,人类对太空的探索已有长足的进展。宇宙飞船已经参观或探测了太阳系中绝大部分的行星及其主要卫星,天文学家还追踪了成千上万颗星球发出的微波信号。但是,这些搜寻行动一无所获,人类并没有发现能够证明外星人存在的生命信号。“费米悖论”的实质就是否定外星文明的存在:既然我们至今还未发现外星人的蛛丝马迹,为什么还要相信它呢?

中国作家刘慈欣的科幻小说《三体Ⅱ黑暗森林》以“黑暗森林”法则(宇宙社会学)对费米悖论进行了一种可能的解释。其大意是指:宇宙中诞生的文明,由于相互之间距离极其遥远,使得文明之间的沟通非常困难;各星球上诞生的文明,其思维方式、价值观、甚至基本逻辑思维方式和基本生命构成都有着巨大的差距。正由于各文明之间距离上的遥远性、互相所构成的猜疑链、以及各自在技术水平上发展的不均衡性,一旦被外星文明获知自己的存在,就很可能给自身的生存带来威胁。其结果必然导致:具有一定成熟度和技术水平的文明,都意识到宇宙的丛林法则,各文明不主动暴露自身的存在。“宇宙形如黑暗森林,各个文明形如黑暗森林中孤行的猎人”。依此解释了费米悖论“外星人在哪呢?”的问题。按照“黑暗森林”理论,成熟的文明都拥有“清理其他文明”和“隐藏自己”的本能。所以他们不会贸然出现,更不会暴露自己的位置。

外星人是不存在的——迄今为止,人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。费米悖论无论是对于天文学界,还是对于科幻圈来说,都是一个开放式问题。每个人都可以提出自己的答案,在真正接触到外星人之前,没有人知道这个问题的正确答案。不过从数学概率上分析,在浩瀚的宇宙里,应该有着众多的类似地球的适合于生命存在的星球。

 

寻找外星文明的直接证据,按照当前地球的生产力水平,即使真的存在,如果不是外星文明主动接触我们,我们也没有能力察觉。

但如果从地球存在的所有已知数据出发,得出的结论会是怎样?


鲜花

握手

路过

最新评论