如果我们希望有机会听到外星文明的声音,人类将需要生存大约 400,000 年

如果有这么多的星系、恒星和行星,那么所有的外星人都在哪里,为什么我们没有收到他们的消息? 这些是费米悖论的核心问题。 在一篇新论文中,两位研究人员提出了下一个显而易见的问题:我们要生存多久才能听到另一个外星文明的消息?

他们的答案? 40万年。

对于一个只存在了几十万年、大约在 12,000 年前才发现农业的物种来说,400,000 年是一段很长的时间。 但是,如果我们想听到任何外星文明的声音,我们需要多长时间才能让这个人类实验继续进行下去。 这是根据对交流地外智能文明(CETI)的一些新研究得出的。

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论文是“我们银河系中可能的 CETI 数量以及这些 CETI 之间的通信概率。” 作者是北京师范大学天文系的宋文杰和何高。 该论文发表在《天体物理学杂志》上。

“作为地球上唯一的先进智能文明,人类最困惑的问题之一是我们的存在是否独一无二,”作者说。 “在过去的几十年里,有很多关于地外文明的研究。” 肯定有,尽管很难研究我们甚至不确定是否存在的东西。 但这并不能阻止我们。

以任何方式研究其他文明都是令人困惑的,因为我们只有一个数据点:地球上的人类。 尽管如此,许多研究人员仍将这个问题作为一种思想实验来解决,使用严格的科学指导方针。 一 从2020年开始学习, 为了 example,得出结论,银河系中可能有 36 个 CETI。

可能存在多少个 CETI 取决于我们可能需要等待多长时间才能收到一个消息。 “我们一直想知道以下问题的答案。 首先,银河系中存在多少个 CETI? 这是一个具有挑战性的问题。 我们只能从一个已知的数据点(我们自己)中学习……”作者写道。

研究中的这张图显示了一些模拟的结果。 顶部的百分比 F 是 CETI 发展所需的主星演化阶段。  fc 百分比是可以容纳 CETI 的类地行星的百分比。 银河系中存在或确实存在的 CETI 数量从乐观的 42,000 + 到悲观的 111 不等。图片来源:Song and Gao 2022。
研究中的这张图显示了一些模拟的结果。 顶部的百分比 F 是 CETI 发展所需的主星演化阶段。 fc 百分比是可以容纳 CETI 的类地行星的百分比。 银河系中存在或确实存在的 CETI 数量从乐观的 42,000 + 到悲观的 111 不等。图片来源:Song and Gao 2022。

这就是 德雷克方程 进来。基于我们对银河系不断增长的了解,德雷克方程试图估计我们银河系中可能有多少 CETI。 正如许多评测家所解释的那样,德雷克方程有其缺陷。 为了 example,它的一些变量只是猜想,所以它计算的文明数量是不可靠的。 但德雷克方程更像是一个思想实验,而不是实际计算。 我们必须从某个地方开始,它让我们开始。

它也让这项新研究的作者开始了。

“大多数关于这个问题的研究都是基于德雷克方程,”研究人员写道。 “这种方法的明显困难在于,要量化生命可能出现在合适的星球上并最终发展成先进的交流文明的概率是不确定和不可预测的。”

如果您对此持怀疑态度,那么您并不孤单。 我们无法科学地知道还有多少其他文明,或者即使存在。 我们知识不够。 像这样的研究是我们与自己就我们的困境进行的持续对话的一部分。 每一个都帮助我们思考我们文明的背景。

如果我们希望有机会听到外星文明的声音,人类将需要生存大约 400,000 年 1
我们是一个人吗? 地球非常稀有吗? 是我们的文明吗? 图片来源:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill。

那么,如果我们甚至不知道可能有多少个 CETI,他们是怎样得出 400,000 年的呢?

这对研究人员并不是第一个解决这个问题的人。 他们的论文概述了以前为了解银河系其他文明的发病率所做的一些科学努力。 为了 example,他们引用了 2020 年的一项研究,估计银河系中有 36 个 CETI。 这个数字来自涉及银河系恒星形成历史、金属丰度分布以及恒星在其可居住区域内拥有类地行星的可能性的计算。 那篇论文澄清说:“……外星智能和交流文明的主题将完全处于假设领域,直到做出任何积极的检测……”但他们也指出,科学家仍然可以基于逻辑假设产生有价值的模型“……这可能至少对这些文明的发生率做出合理的估计。”

这项研究提出了一些相同的想法。 它处理两个参数,这两个参数都很难理解。 第一个问题涉及有多少类地行星是可居住的,以及这些行星上的生命多久演变成 CETI。 第二个是主星演化的哪个阶段会诞生CETI。

研究人员在计算中为这些参数中的每一个都赋予了一个变量。 生命出现并演化成CETI的概率为(fc),主星演化所需的阶段为(F)。 Song 和 Gao 使用这些变量的不同值进行了一系列 Monte Carlo 模拟。 他们得出了两种情况:乐观的前景和悲观的前景。

乐观情景使用 F = 25% 和 fc = 0.1% 的值。 因此,在 CETI 出现之前,一颗恒星的生命周期必须至少达到 25%。 而对于每个类地行星,CETI 出现的几率只有 0.1%。 这些乐观的变量创造了超过 42,000 个 CETI,这听起来很多,但在不同时间散布在整个银河系时并非如此。 此外,我们还需要再生存 2000 年,才能实现与我们的双向交流。 这听起来几乎触手可及。

但这是让宇宙看起来很友好并被其他欢迎文明居住的乐观情景。 也许他们中的一些人已经在互相交谈,我们只需要加入。

现在是悲观的情况。

在悲观的情况下,F = 75% 和 fc = 0.001%。 因此,一颗恒星要到更老的时候才能拥有 CETI,并且任何单个类地行星拥有 CETI 的概率下降到微乎其微的百分比。 这给我们留下了怎样的印象?

这种悲观的计算在银河系中只产生了大约 111 个 CETI。 更糟糕的是,我们还需要再活 40 万年才能与他们进行双向交流。 (从角度来看,星际迷航开始于 22 世纪中叶。)

研究中的这个数字显示了一个乐观的情景、一个中等的情景和一个悲观的情景。 我们一些遥远的后代可能会听到另一个文明的消息。 也有可能没有。 图片来源:宋和高 2022。
研究中的这个数字显示了一个乐观的情景、一个中等的情景和一个悲观的情景。 我们一些遥远的后代可能会听到另一个文明的消息。 也有可能没有。 图片来源:宋和高 2022。

这里是 大过滤器 进来。大过滤器是阻碍物质成为生命,然后发展成为高级文明的东西。

作者在写作时提出了这个话题,“然而,有人提出,由于许多潜在的破坏,例如人口问题、核毁灭、突然的气候变化、流氓彗星、生态如果世界末日的说法是正确的,对于一些悲观的情况,人类在灭绝之前可能不会收到来自其他 CETI 的任何信号。

科学家们在他们的论文中写道:“…… fc 和 F 的值充满了许多未知数。” 在所有这类工作中都是如此。 这篇论文,以及其他解决相同问题的论文,更多地被视为思想实验而不是可靠的结果。 我们无法确定地知道这些东西,但我们不禁不得不去探索它。 这是人性的一部分。 他们写道:“目前尚不确定有多少比例的类地行星可以孕育生命,而生命演化为 CETI 并能够向太空发送可探测信号的过程是高度不可预测的。”

人类会遇到另一个文明吗? 这是我们最引人注目的问题之一,几乎可以肯定,今天活着的人永远不会有答案。 首先,必须有其他 CETI,然后我们必须与它们同时存在并以某种方式进行交流。 有可能另一个 CETI 在它们被大过滤器或超新星爆炸等自然灾害消灭之前已经探测到地球上的生命。 我们永远不会知道。

也许人类会生存很长时间。 也许地球将变得不适合居住,人类将逃往火星或其他地方。 但是,在一个早已死亡的星球上,居住着被毁坏地球的衣衫褴褛的后代居住的马斯克前哨,是否有资格成为 CETI? 我们喜欢想象其他文明已经成功地克服了我们仍在努力解决的问题。 那会是真的吗? 还是我们发现的第一个 CETI 只不过是一个曾经骄傲的文明的后裔,在大过滤器袭击之前,他们充满自信?

谁知道? 如果人类真的遇到了另一种技术物种,那么在遥远的未来,我们的后代可能几乎无法与现代人类相认。

或者,很可能,我们永远不会有答案,而大过滤器会阻止我们找到答案。

但是,如果人类需要一个目标,一个可以坚持的目标可以保持希望,那么与另一个 CETI 交流的梦想可能会实现。

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