天文在线|亲自动手算一下银河系中外星文明的数量吧,拿出纸和笔

近年来对系外行星的爆炸性发现(目前已确认找到超过4164个)已经重新燃起了人们对那个永恒问题的兴趣:“我们在宇宙中是孤身一人的吗?” 。 或者 , 就像著名的意大利物理学家恩里科·费米(EnricoFermi)说的:“大家都在哪?”宇宙中有这么多的行星值得探索 , 我们的仪器和方法也在不断更新迭代 , 寻找地外生命的工作的确进入了高速发展阶段 。
与此同时 , 这些发现推动了正在进行的搜寻地外文明计划(SETI)的大量新研究 。 其中包括物理学家史蒂文·伍德林和多米尼克·切尼亚发明的外星文明计算器 。 受最近试图解决在我们的星系中存在高级生命的统计可能性的启发 , 他们提供了一个数学工具 , 可以为你处理这些数字!
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但首先 , 我们需要快速复习一下背景知识 。 第一个“计算器”是由美国物理学家、搜寻地外文明计划(SETI)研究员弗兰克·德雷克(FrankDrake)发明的 , 可用于确定任何给定时间下银河系中外星智慧生物(ETIs)的数量 。 1961年 , 在格林班克天文台的一次会议上 , 德雷克提出了一个方程式 , 总结了银河系中发现ETIs的概率 , 这一方程后来被称为德雷克方程 , 在数学上表示为:N=R*XFPXNEXFLXFIXFCXL
●N是我们可以交流的文明的数量;
●R*是我们星系中恒星形成的平均速率;
●fp是那些恒星中有行星的比例;
●ne是有支持生命条件的行星的数目;
●fl是能发展生命的行星数目;
●fi是能发展智慧生命的行星的数目;
●fc是能发展传输技术的文明数量;
●L是这些文明将信号传送到太空所需的时间长度
虽然这个方程的目的是激发关于ETIs存在可能的讨论 , 但方程所代表的基本含义使它也很重要 。 即使我们保守地对待处理所有变量 , 它们仍然会得到N个结果 。 基本上 , 即使在我们的星系中生命非常稀少 , 也应该至少有一些我们可以接触到的文明 。
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数年来 , 德雷克方程受到诸多质疑 , 也进行了多次的完善 。 比如 , 最近刊登在《天体物理期刊》的一篇论文里 , 来自诺丁汉大学的天体物理学家汤姆·韦斯比和克里斯托弗·康塞利斯 , 他们基于天体生物学的哥白尼原理提出了一个可能的论点 。
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帕克斯射电望远镜是突破聆听计划里用到的望远镜之一 。 简单的说 , 这个原则(当其用于我们的宇宙中存在的生命时)代替了其它依据 , 并表示我们永远不能假设人类是特别的、独一无二的 。 对于人类是否为宇宙中唯一的生命的问题 , 韦斯比和康塞利斯成功提出过一个德雷克方程的现代版本 。 它用数学符号可以表示为:
N=N**FL*FHZ*FM*(L/T’)
N指的是可以与我们通讯的外星文明的数量;
N*指的是银河系里恒星的总数;
fL指的是至少存在了50亿年的恒星占据的比例;
fHZ指的是所有恒星中存在合适的、可供生命生存的行星的比例;
fM指的是所有恒星中有着足以支撑高等生物和先进文明的金属的比例;
L指的是一个先进文明的平均寿命;
t’指的是让生命得以进化的平均时长 。
结合这些参数对应的最新的天体物理学数据 , 他们总体估计存在着36个外星文明!这份研究报告激发了伍丁和塞尔尼亚的灵感 , 发明了外星文明计算法(ACC) 。 它是一个运算的工具 , 既可以用德雷克方程 , 也可以用天体生物学的哥白尼原理 , 只不过以一种互动的方式进行 。
于是 , 他们两个人开始研究这种工具 , 使得它可以通过人机交互的形式发挥出与德雷克方程、天体生物学的哥白尼原理同样的效果 。 伍丁除了是英国物理研究所(IOP)的一员 , 还是Omni计算机项目的定期撰稿人 。 这个项目聚集了小规模的、致力于科学普及的专家 。