为何我们一直联系不到外星生命？它们存在的几率有多大？

如题所述

20世纪50年代，一种新的研究宇宙的方法崭露头角。射电望远镜发明于1930年代，到了50年代其分辨率——分析来自遥远宇宙深处的射电信号波长的能力——有了极大的提高。这一进步的结果是，宇宙的很多方向上都探测到了射电信号。于是，不少学者大胆设想，考虑到我们人类不断地通过无线电波发出广播信号，那么在我们接受到的来自宇宙中的无线电信号是否是其他高级文明的生物所发出的信号呢？

一、外星生命存在的设想

提出外星生命存在并非荒诞不经的幻想。在我们地球上已经进化出了人类这样的智慧生命，而地球不大可能是宇宙中唯一具备了类似环境条件的行星。地球只是绕着太阳旋转的八大行星中唯一一个有智慧生命生活的行星。太阳又是银河系中数千亿颗恒星中的一颗。在宇宙中数不胜数的恒星中，难道只有太阳拥有一颗有智慧生命生存繁衍的行星？

在如此多的恒星中，在那些类似于太阳的恒星周围，非常可能有与地球类似的行星存在。在这些行星上肯定也会具备了适合于智慧生命存在的自然条件。人类早已清楚，太阳与其他星系中的恒星几乎没有什么不同，也没有任何特殊之处。在宇宙的其他角落里很可能存在这样的行星，与人类相似的智慧生命已经在那里繁衍生息。

这个观点不排除外星生命与我们通讯联络的可能，引起了科学界的重视。在当时美国政府的资助下，NASA建立了加州SETI（Search Extraterrestrial Intelligence，寻找外星智慧生命）研究所。它的目标是通过分析来自宇宙的射电信号来寻找外星生命，实际上就是分析射电信号的性质，确认它是否经过了智慧生命的人为处理，还是完全与智慧生命无关的从某种自然过程中产生的随机和任意的信号。这项工作至今仍在进行之中。

二、如何联系外星生命？

宇宙中出现智慧生命的可能性有多大。物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）曾说过，以数亿的银河系存在为前提，提出宇宙中存在其他生命形式的假设是十分合理的。

广义地讲，外星生命（extraterrestrial life）的概念包括了简单的细菌到高级智慧的外星人。本文把外星生命定义为类似我们人类的具备与外星球通讯能力的智慧生命（extraterrestrial intelligence），并假定四维及以上多维度空间、时间隧道等都不存在，只考虑三维空间的概念。

探测外星生命或许并不要极其高级的技术。科技发达的外星智慧生命，如果真的存在，应该会留下很重的痕迹。那么，如何证明一个星球确实存在智慧生命？无线电波将最终提供证据。电磁力是自然4种基本力中最容易控制的一种。天文观测显示，电磁学定律在可观测宇宙范围内都以同样的方式运作。不论外星生命是否和地球生命一样，只要他们生活在行星上，由分子和原子构成，那么使用电磁波通讯就是文明发展的必然阶段。

三、外星生命存在的几率有多大？

银河系中存在着数千亿颗恒星。假如这些恒星中只有千分之一拥有至少一颗行星，再假设这些行星中拥有智慧生命的概率为千分之一，那也意味着银河系中存在大量的文明星球。可是这些星球都在哪里呢？

美国宇航局在分析了开普勒卫星和其他探测器的数据后推测，尽管我们孤独存在于银河系中的概率为千亿分之一，非常微小。但如果知道仅可观测宇宙就有数量级为“10^22”颗恒星的话，那么存在智慧生命几乎是肯定的。

SETI研究的旗帜性人物是美国天文学家弗兰克·德雷克（Frank Drake），他从1960年就开始利用美国绿岸射电望远镜搜索外星文明，其最重要的贡献之一是提出一个著名公式（Drake Equation）来估计银河系中存在文明星球的数量。

他的公式显示，文明星球的数量应该是银河系中恒星总数乘以一系列概率：1.恒星恰好拥有行星系统的概率；2.行星系统中恰好有行星可以产生宜居环境的概率；3.宜居行星产生生命的概率；4.生命发展到智慧阶段的概率；5.智慧生命持续发展出电磁信号的时间占行星寿命的比例。

该公式的形式有多个不同版本，这不重要。它的重要性在于指出了估算外星文明数目的分治式方法：将一个概率问题分解成一系列概率问题。

德雷克公式几乎囊括了所有与外星生命有关的因素。它仅限于银河系的原因是，只有银河系内才有与我们进行星际交流的现实可能。假定可以同人类进行通讯，至少他们的科技水平也达到了使用无线电波通讯。该方法乐观地推断，仅银河系最少有40个高等文明，外星智慧生命的存在是肯定的。

另据报道，2003年悉尼国际天文学联合大会上，有学者称，可观测宇宙中大约有不少于“700万亿亿”颗恒星，如果每1000万颗恒星中出现一颗与太阳大小相近的恒星，每1000万颗与太阳大小相近的恒星周围出现一颗与地球环境相似的行星，便可筛选出近7亿颗与地球环境类似的行星。所以，我们可以认为，宇宙中地球之外行星中出现过智慧生命的概率几乎是100%。

四、能够找到活着的外星生命吗？

专家认为，最不确定的因素就是，星球文明存续的时间跨度有多长。如果将地球诞生到今天的时间浓缩到一天，生命诞生大概是凌晨4点发生的，有性繁殖生物出现在下午6点，恐龙在晚上11点登上历史舞台，但不久就将世界交给了哺乳类动物。而人类文明在这个世界上只不过出现不到1分20秒时间，而这一分钟里的大部分时间，人类都生活在科学落后的时代，没有能力发射电磁波信号。

地球上的文明就是这么短暂的存在。我们不知道地球是否是宇宙中的特例，也许文明的速率极大地依赖于生命自身的结构。

而地球寿命的估算大致和太阳的寿命相同。太阳已经存在了50亿年，还将继续存在50亿年，之后它会演化到红巨星阶段，膨胀并吞噬地球。地球文明将不复存在。

问题来了，在地球文明存续的时间跨度内，我们人类今天遇到活着的外星智慧生命的概率有多少？

专家们假设，出现外星生命的行星演化历程假定与地球相近，地球现在年龄46亿岁，即地球形成46亿年后才有了智慧生命。如果按人类寿命100岁计算，发现外星生命的几率是1/46000000。

就算外星人寿命活1000岁，并且制造出了光速宇宙飞船，在距地球1000光年内的某颗行星上，正好有到达地球的直线轨道，外星人一出生就驾驶光速飞船直奔地球而来，1000岁时到达地球。这么多假设综合在一起，地球人遇到外星生命的几率仅为0.00000000022。换言之，面对如此小的概率，我们至今没有联系到或者找到外星智慧生命就显得不那么奇怪了。

科学家相信，地球绝不会是宇宙中唯一存在智慧生命的星球。外星智慧生命存在的概率几乎是100%，而我们人类文明存续时间有限，今天能够找到活着的外星智慧生命的概率基本为“零”。