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地外文明到底是否存在,相知相遇概率有多大,人类最终能找到吗?

人类最终是否找到地外文明,我只能说可能性大于零,但大于零多少呢?无法确定。

这个说法就是可能性非常非常小。可能有人不同意了,或者还会叽叽歪歪骂人了。但如果你真的具有哪怕少许科学精神的话,就请耐心看完以下分析,这可能是我关于地外文明最详细分析的一篇文章了,看完后欢迎发出感叹或拍砖。

宇宙太大,生命和文明的概率太小。

宇宙有多大呢?我们可以从宇宙结构的层次来了解一下。我们地球是一个直径约12742km的球体,质量约6*10^24kg(千克),也就是约60万亿亿吨;地球是围绕着太阳运行的,太阳在我们太阳系是一个巨无霸,质量占有整个太阳系的99.86%,也就是约2*10^30kg,是地球质量约33万倍;由于太阳巨大引力,地球被太阳引力牵扯着围绕着它公转,公转轨道是一个近似圆圈,平均半径约1.5亿km。

太阳的引力范围半径约有1光年,牵制着八大行星许多矮行星和几百颗卫星,以及无数小行星、彗星、碎片尘埃围绕着运行。光年是宇宙空间的距离单位,1光年就是光走1年的尺度,约为9.46万亿千米。现在人造飞行器飞得最远的是旅行者1号,已经飞行了44年,飞离地球约219亿千米,这只是1光年的0.002315;凭旅行者1号现在飞行速度约17km/s,要太阳系1光年引力范围,还要飞17000多年。

星系被称为宇宙岛,就是恒星聚集的家园。我们太阳的家园是银河系这个宇宙岛,银河系包含有约4000亿颗恒星,太阳只是其中普通一颗。银河系直径约20万光年,是一个漩涡星系,因为其核心有一个巨大发光的棒状结构,因此又叫棒旋星系;银河系的漩涡有两条主要悬臂和两条支臂,这些巨大的悬臂都是恒星更为集中的地方,太阳就坐落在距离银河系核心约2.6万光年叫猎户臂的支臂上。

银河系是本星系群中约50个星系中的一个,本星系群又是本超星系团中上百个星系群(团)的一员,本超星系团上面还有拉尼亚凯亚超级星系团,再上去还有双鱼鲸鱼超超级星系团、史隆长城结构、海格力斯-科罗拉・伯里阿斯长城结构等等。这些结构一个比一个大,最大的达到上百亿光年。

这些大大小小像俄罗斯套娃般的宇宙结构,组成了我们的可观测宇宙,半径约465亿光年。哈勃望远镜花了十多年时间,盯着一块只有月亮视面积百分之一的天区,不断往宇宙深处观测,得到一张数千张照片合成的图像,叫宇宙极深场(简称XDF图像),在这张图片里,可辨认的星系就有上万个。

XDF图像拍摄的视面积只是全天区的1270万分之一,简单计算,可观测宇宙包含的星系就有千亿以上。哈勃望远镜接受到的最暗天体只有30等,是人类肉眼的40亿倍,每分钟接受到1粒光子的遥远天体都看到了。即便这样,也可能有许多更暗的星系并没有显示出来,由此科学家们估计,在可观测宇宙可能存在万亿以上的星系,甚至10万亿。

可观测宇宙就可能存在10万亿个星系,而可观测宇宙只是人类物理极限能够观测到的宇宙范围,在这个范围之外,还有一个更巨大的不可观测宇宙。因此宇宙到底有多大,现在人类无法评估。但现代物理学理论对宇宙的定义是动态的,有始有终的,有限的。

人类现在的观测能力

前面说了,人类现在的航行能力只达到219亿km,约0.002光年多点;但人类能看到的宇宙就要远多了。从哈勃极深场照片中,人类观测到的最远星系距离我们已经有130多亿光年,也就是说已经可以观测到宇宙大爆炸刚开始几亿年的婴儿宇宙了。

虽然如此,这种观测只是一点点星光,甚至只是一个光子,无法得到更多的数据。

事实上,人类就连太阳系1光年距离也看不清楚。科学界上世纪三十年代就已经预测,在太阳系遥远的边际,有一个包裹着太阳系的奥尔特云,主要由彗星和尘埃组成,那里有上万亿颗大大小小的彗星,是彗星的诞生地和集散地。但至今也依然还是猜测,最大的哈勃望远镜也无法看到那里的任何一颗彗星。

现在只能看到柯伊伯带的冥王星和一些小行星,那里距离我们只有60亿千米,相当万分之六光年,而且只能看到一个小小的亮点,几个像素而已。现在人们对冥王星了解得这么清楚,完全得益于NASA发射的新视野号探测器光顾过那里,拍摄了许多照片和探测了许多资料传回来。

人类现在已经发现了数千颗太阳系外行星,主要是依靠凌星法得到的。所谓凌星法,就是望远镜在观测太阳以外的恒星时,正好有行星经过恒星视向表面,恒星到人类视野的光被遮挡,根据遮光度大小变化和周期变化,得到这颗行星的一些数据。因此即便距离我们最近的行星比邻星b,只有4.22光年,我们也无法知道上面到底有没有文明,更无法知道上面有没有生命。

科学家们现在采用巡天望远镜扫描了数百万颗恒星,迄今没有发现有高等级文明存在。因为在遥远的距离,只有高等级文明才能够改变恒星光度,被我们发现;而像我们人类这样的文明,即便有也无法发现。

现在寻找高等级文明的主要方法,是查看恒星的遮光现象,这种遮光与凌星法找到的行星是有区别的。根据卡尔达舍夫宇宙文明分级理论,和戴森球理论,宇宙文明发展到较高级别(二级文明)时,会最大限度利用恒星能源,主要方法就是包裹自身依赖的主恒星,从而最大限度获取恒星能量。因为,任何行星能量都无法满足这一级文明的发展需求。

另一种找寻方法就是聆听。因为宇宙中所有能量都会发射出电磁波,而任何文明发展到一定程度,都必须利用电磁波,宇宙通讯能力是宇宙文明等级衡量的标志。人类建造了大量的射点射线望远镜,不断搜寻宇宙中发过来各个波段的电磁波,力求在繁杂的电磁波中,分离出有规律具有文明迹象的电磁波。

但可惜的是,迄今为止,还没有发现任何有价值的证据,能够证明地外文明存在。宇宙年龄已经有138亿岁了,如果在38亿岁时就有高级文明存在,它们发出的电磁波早就掠过地球了,现在没有发现这些,是不是说明在百亿光年范围内,没有能够掌握电磁波发射能力的文明存在呢?no。

因为电磁波在空间衰减很快,要具有强大发射功率,才有可能传递得更远;而接受端也要具有更大放大接收能力,才能接收到更远更微弱的电磁波信号。人类现在的文明程度还很低,能发射的电信号和接受到的电信号都还很微弱。

宇宙文明存在的密度有多大呢?

上个世纪,科学界对于地外文明的争论就很剧烈,争论100年了,到现在也没有个结果。这里面比较有名的理论有4个,前面说的卡尔达舍夫宇宙三级文明和戴森球理论是其中的两个,还有两个是的德雷克方程和费米悖论。

卡尔达舍夫三级文明理论,是前苏联科学家卡尔达舍夫上世纪六十年代提出的,他认为宇宙文明的等级可以用文明掌握和利用能量的能力,主要是实现宇宙通讯的能力来划分。一级文明为行星级,也就是母星文明;二级文明为恒星级,也就是本级恒星文明;三级文明就是星系级文明。根据人类现在能够掌握和使用的能量总量来看,还只有宇宙文明0.73级。

戴森球理论就是达到二级文明的宇宙智慧体,一定会采用包裹恒星办法来汲取恒星的最大能量,以满足文明升级和星际探索殖民的能量需求,人类文明也必将经历这个阶段,然后才能移民更远的恒星际空间。

德雷克方程是计算宇宙中文明数量的一个公式,但这个公式有许多变数难以确定,尤其是一个文明的科技文明能够存续的时间难以预测,因此,关于银河系以及宇宙文明数量一直没有定论。有人认为银河系至少有10万个文明存在,有人说可能只有地球一个文明存在。

但即便一个星系只有一个文明,可观测宇宙也有上万亿乃至10万亿个文明,因此宇宙文明并不稀缺。关键是文明遇到和交流的可能性有多大。

费米悖论是关于宇宙文明的一个天问,其最著名的一句话就是:既然宇宙中存在许多地外文明,它们在哪儿呢?悖论的核心内容就是,如果并非只有地球才具有孕育文明的能力,那么在宇宙诞生几十亿年后文明就应该诞生了,即便用人类现在缓慢的飞船速度,经过亿万年的行驶,地外文明也应该与我们相遇了。但可惜至今渺无音信,一根外星人毛也没见到。

由此得到的结论有两个:一个是地外文明根本不存在;还有一个是地外文明太稀少,相知相遇的机会很渺茫。

那么我们未来与地外文明相遇的概率有多大呢?

这取决于德雷克方程里一个最关键的值,文明,尤其是科技文明能够存续多久。如果一个星系有10万个文明,我们银河系文明之间的平均距离就有约2000光年,也就是说,这些文明之间的通讯来回一次至少需要4000年以上。

但如果是一个星系只有一个文明呢?距离我们最近的是一个不规则星系大犬座矮星系星系,这个星系只有10亿颗恒星,距离太阳约2.5万光年,距离银心约4.2万光年;次近的是大小麦哲伦矮星系,距离我们分别为16万和20万光年,这两个星系的恒星分别约在100万左右。这种小星系存在文明的可能性更小,而距离我们最近的大星系是仙女座星系,距离我们约254万光年。仙女座星系质量和恒星数量约为银河系的1.5~2倍。

如果一个星系只有一个文明存在,那么这些文明相互通讯一次的时间就需要数万年乃至数百万年。

人类现在有记载的历史还只有几千年,有无线电通讯的历史才100余年,也就是说科技文明只有100多年。而人类科技文明还能够存续多少年呢?人类文明现在已经遇到很大发展瓶颈和危机,如环境恶化威胁、极端气候变化威胁、自我毁灭的核战争威胁、病毒疫情威胁、地球地质剧变威胁、小行星撞击威胁、太阳剧变威胁等等,还有许多未知宇宙威胁,这些巨大威胁哪怕只有一次人类无法控制,人类文明就有灭绝的危险。

文明应对各种灭种威胁的能力是随着文明等级升级而提升的,文明最脆弱的阶段是在一级文明以内的时间段。人类现在的文明还处在0.73级,据一些科学家预测,要达到一级文明,人类还要和平发展200年,达到二级文明还需要奋斗5000年。人类有幸能够度过危机,达到一级文明,甚至二级文明吗?

伽马射线暴是宇宙顶级杀手,即便到了二级文明也难以逃脱这个杀手的扫射。许多科学家认为,伽马射线暴定期或随机的爆发,清除了宇宙90%以上的生命和文明,因此宇宙文明才越来越稀少。这样稀少的文明,而且科技文明存续时间不确定的情况下,有多大概率能够相互遇到或者交流呢?

这就是我前面说的概率大于零,但可能性极小极小的原因。如果人类文明不会在未来较短时间毁灭的话,如果人类科技文明能够存续若干亿年乃至百亿年的话,那遇到另外文明的可能性就很大了。但这两种概率似乎都很小,由此很可能直到人类文明毁灭,人类依然是孤独的文明。

因此,人类遇到其他文明的可能性几乎等于零。当然如果科学家在明天就突然宣布发现地外文明的确切证据的话,那么这个概率就从零突然上升到100%。概率就是这样,因此等于没说。但分析在那儿,大家自己斟酌吧。欢迎讨论,感谢阅读。如喜欢我的文章,别忘了关注点赞哈,再次感谢。

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