一波系外行星發現後的費米悖論
在 RX J1131-1231 星系中，俄克拉荷馬大學的一群天文物理學家發現了銀河系外第一組已知的行星。 使用引力微透鏡技術「追蹤」的物體具有不同的質量，從月球到類木星。 這項發現是否使費米悖論變得更加悖論？
在我們的銀河系中有大約相同數量的恆星（100-400 億），在可見宇宙中大約有相同數量的星系 - 因此我們廣闊的銀河系中的每顆恆星都有一個完整的星系。 一般來說，10年22 10 之前24 星星。 科學家對於有多少恆星與我們的太陽相似（即大小、溫度、亮度相似）尚未達成共識——估計範圍為 5% 到 20%。 取第一個值並選擇最小數量的星星（1022），我們得到了 500 兆或 XNUMX 億顆像太陽一樣的恆星。
根據 PNAS（美國國家科學院院刊）的研究和估計，宇宙中至少有 1% 的恆星繞著一顆能夠支持生命的行星運行——所以我們談論的是 100 億顆與地球性質相似的行星。 如果我們假設存在數十億年後，只有1%的類地行星會發展出生命，其中1%會進化出智慧形式的生命，這意味著存在 一顆撞球星球 可見宇宙中的智慧文明。
如果我們只談論我們的銀河系並重複計算，假設銀河系中恆星的確切數量（100億），我們得出的結論是，我們的銀河系中可能至少有十億顆類地行星。 和100萬。 智慧文明！
一些天文物理學家估計，人類成為第一個技術先進物種的可能性為十分之一。22也就是說，它仍然微不足道。 另一方面，宇宙已經存在了大約 13,8 億年。 即使在最初的幾十億年裡沒有出現文明，距離它們出現還有很長的時間。 順便說一句，如果在銀河系最終消滅之後，“只有”一千個文明，並且它們與我們的文明存在的時間大致相同（到目前為止大約 10 年），那麼它們很可能已經消失了，消亡或聚集其他我們的關卡開發無法訪問的，這將在後面討論。
請注意，即使是「同時」存在的文明也難以溝通。 如果只是因為如果他們距離只有一萬光年，那麼他們需要兩萬光年才能提出問題然後回答它。 年。 縱觀地球的歷史，不能排除在這樣的時間範圍內文明可能從地表出現和消失…
僅由未知數得出方程
試圖評估外星文明是否真的存在， 弗蘭克·德雷克 六十年代，他提出了一個著名的方程式──這個公式的任務是「從力學上」確定我們銀河系中智慧種族的存在。 在這裡，我們使用了揚·塔德烏什·斯坦尼斯拉夫斯基（Jan Tadeusz Stanislawski）多年前創造的術語，他是一位諷刺作家，也是廣播電視“應用人體學”“講座”的作者，因為這個詞似乎適合這些考慮。
根據 德雷克方程 – N，人類可以與之交流的地外文明的數量，是以下因素的產物：
R* 是我們銀河系中恆星形成的速率；
fp 是恆星與行星的百分比；
ne 是恆星宜居帶中行星的平均數量，即可以出現生命的行星；
fl 是宜居帶中將出現生命的行星的百分比；
fi 是生命將發展智慧（即創造文明）的有人居住星球的百分比；
fc - 想要與人類交流的文明的百分比；
L 是此類文明的平均壽命。
正如您所看到的，該方程式幾乎由所有未知數組成。 畢竟，我們既不知道一個文明存在的平均持續時間，也不知道想要與我們聯繫的人的百分比。 將一些結果代入「或多或少」的方程式，結果表明，我們銀河系中可能存在數百個、甚至數千個這樣的文明。
德雷克方程式及其作者
稀土與邪惡的外星人
即使用保守值代替德雷克方程式的組成部分，我們也可能得到數千個與我們相似或更聰明的文明。 但如果是這樣，他們為什麼不聯絡我們呢？ 這就是所謂的 費米悖論. 他有很多“解決方案”和解釋，但以目前的技術水平——半個世紀前更是如此——它們都像是猜測和盲目射擊。
例如，這個悖論經常被解釋為 稀土假說我們的星球在各方面都是獨一無二的。 選擇壓力、溫度、離太陽的距離、軸向傾斜或防輻射磁場，以便生命能盡可能長時間地發展和進化。
當然，我們在生態圈中發現了越來越多的系外行星，它們可能是宜居行星的候選者。 最近，它們在我們最近的恆星比鄰星附近被發現。 然而，也許儘管有相似之處，但在外星太陽周圍發現的“第二地球”與我們的星球並不“完全相同”，只有在這種適應中才能出現令人自豪的技術文明？ 或許。 然而，我們知道，即使看看地球，即使在非常「不合適」的條件下，生命也會蓬勃發展。
當然，運行和建構互聯網與將特斯拉送上火星是有區別的。 如果我們能在太空中的某個地方找到一顆與地球完全相同但沒有科技文明的行星，那麼獨特性問題就可以解決。
在解釋費米悖論時，他們有時會談到所謂的 壞外星人。 這有不同的理解方式。 因此，這些假想的外星人可能會因為有人想要打擾他們、干涉和擾亂他們而感到「憤怒」——因此他們會孤立自己，不會回應倒刺，也不想與任何人有任何關係。 還有幻想「本質邪惡」的外星人摧毀了他們所遇到的每一個文明。 科技非常先進的國家本身並不希望其他文明向前邁進並成為對他們的威脅。
另外值得記住的是，太空中的生命會遭受各種災難，這是我們從地球的歷史中得知的。 我們談論的是冰河作用、恆星的劇烈反應、流星、小行星或彗星的轟擊、與其他行星的碰撞甚至輻射。 即使此類事件不會使整個星球滅絕，它們也可能是文明的終結。
對某些人來說，我們也有可能是宇宙中最早的文明之一——如果不是第一個的話——而且我們還沒有進化到足以與後來出現的不太先進的文明接觸的程度。 如果是這樣，那麼尋找外太空智慧生命的問題仍然無法解決。 此外，假設的「年輕」文明不可能只比我們年輕幾十年才能遠程聯繫。
前面的窗戶也不太大。 一千年前的文明的技術和知識對我們來說可能就像對今天的十字軍東徵的人一樣難以理解。 更先進的文明就像我們的世界就像路邊蟻丘上的螞蟻。
所謂投機 卡達舍沃量表其任務是根據消耗的能源量來決定假設的文明程度。 據她說，我們還不是一個文明 Ⅰ型，也就是掌握了利用自己星球的能源能力的人。 文明 II型 能夠利用恆星周圍的所有能量，例如使用稱為「戴森球」的結構。 文明 Ⅲ型 根據這些假設，它捕獲了星系的所有能量。 然而，請記住，這個概念是作為未完成的一級文明的一部分創建的，直到最近，它還被錯誤地想像為尋求第二類進步以圍繞其恆星建造戴森球體的文明（星光異常） 。 KIK 8462852）。
如果存在 II 型文明，甚至是 III 型文明，我們肯定會看到它並與我們接觸——我們中的一些人是這樣認為的，進一步爭辯說，由於我們沒有看到或以其他方式了解這種先進的外星人，他們根本不存在。 然而，另一種解釋費米悖論的學派認為，這些層次的文明對我們來說是看不見的和無法辨認的——更不用說，根據太空動物園假說，它們不會關注這些不發達的生物。
測試之後還是之前？
除了討論高度發展的文明之外，費米悖論有時也用以下概念來解釋： 文明發展中的進化濾鏡。 他們認為，進化過程中有一個階段對生命來說似乎是不可能或非常不可能的。 它被稱為 偉大的過濾器，這是地球生命史上最偉大的突破。
就我們人類的經驗而言，我們並不確定我們是否處於大過濾的後面、前面或中間。 如果我們設法克服這個過濾器，它可能對已知空間中的大多數生命形式來說是不可逾越的障礙，而我們是獨一無二的。 過濾可以從一開始就發生，例如，在原核細胞轉化為複雜的真核細胞的過程中。 如果是這樣，太空中的生命甚至可能非常普通，但以無核細胞的形式存在。 也許我們只是第一個通過大過濾器的人？ 這讓我們回到了已經提到的問題，即遠距離通訊的困難。
還有一種可能性是，發展的突破仍然在前方。 那時就談不上有什麼成功。
這些都是高度推測性的考量。 一些科學家對缺乏外星訊號提出了更平常的解釋。 新視野號首席科學家艾倫史特恩表示，這個悖論可能有一個簡單的解決方案。 厚厚的冰殼環繞其他天體上的海洋。 研究人員根據太陽系的最新發現得出了這個結論：許多衛星的地殼下都存在液態水海洋。 在某些情況下（歐洲，土衛二），水與岩石土壤接觸並在那裡記錄了熱液活動。 這應該有助於生命的出現。
厚厚的冰殼可以保護生命免受外太空敵對現象的影響。 除此之外，我們在這裡討論的是強烈的恆星耀斑、小行星撞擊或氣態巨行星附近的輻射。 另一方面，它可能代表了即使對於假設的智慧生命也難以克服的發展障礙。 這樣的水生文明甚至可能不知道厚冰殼以外的任何空間。 甚至夢想超越它的邊界和水生環境都很難——這比對我們來說要困難得多，對我們來說，除了地球大氣層之外，外太空也不是一個非常友好的地方。
我們是在尋找生命，還是在尋找合適的居住地？
無論如何，我們地球人也必須思考我們真正在尋找什麼：這樣的生活，還是一個適合我們這樣生活的地方。 假設我們不想與任何人打太空戰，這是兩件不同的事。 具有生存能力但沒有先進文明的行星可能成為潛在的殖民地區。 我們正在發現越來越多這樣有前途的地方。 我們已經可以使用觀測工具來確定行星是否在所謂的軌道上旋轉。 恆星周圍的生命帶是否為岩石以及是否處於適合液態水的溫度。 我們很快就能發現那裡是否真的有水，並確定大氣的成分。
恆星周圍的生命帶取決於它們的大小和類地系外行星的例子（水平坐標 - 與恆星的距離 (JA)；垂直坐標 - 恆星質量（相對於太陽））。
去年，科學家們利用歐洲南方天文台的 HARPS 儀器和世界各地的許多望遠鏡，發現了系外行星 LHS 1140b，認為它可能存在生命。 它圍繞距離地球 1140 光年的紅矮星 LHS 18 運行。 天文學家估計這顆行星至少有五十億年的歷史。 他們得出結論，它的直徑幾乎為 1,4 1140。 km - 是地球大小的 XNUMX 倍。 對 LHS XNUMX b 的質量和密度的研究得出結論，它很可能是具有緻密鐵核的岩石。 聽起來很熟悉？
早些時候，一個由七顆類地行星圍繞一顆恆星組成的系統變得著名。 特拉普派斯特-1. 它們按照與主恆星的距離順序被標記為“b”到“h”。 由科學家進行並發表在《自然天文學》XNUMX 月號上的分析表明，由於地表溫度適中、潮汐加熱適度，並且輻射通量足夠低且不會導致溫室效應，宜居行星的最佳候選者是“e ”對象和“e”。 有可能第一個覆蓋了整個水洋。
TRAPPIST-1 系統的行星
因此，發現有利於生命存在的條件似乎是我們所能做的。 對生命本身的遠端探測仍然相對簡單，並且不發射電磁波，這是一個完全不同的故事。 然而，華盛頓州立大學的科學家提出了一種新方法來補充長期以來提出的大量搜尋。 行星大氣層中的氧氣。 氧氣的想法很好，因為沒有生命就很難產生大量氧氣，但是否所有生命都產生氧氣還不得而知。
華盛頓大學的 Joshua Chrissansen-Totton 在《科學進展》雜誌上解釋說：“氧氣產生的生物化學過程很複雜，而且可能很罕見。” 透過分析地球上生命的歷史，可以識別氣體混合物，其存在表明生命和氧氣的存在。 談論 甲烷和二氧化碳的混合物，不含一氧化碳。 為什麼沒有最後一張？ 事實上，兩個分子中的碳原子代表不同的氧化態。 如果不伴隨反應介導的一氧化碳的產生，則很難透過非生物過程來實現適當程度的氧化。 例如，如果甲烷和二氧化碳的來源2 大氣中有火山，它們就不可避免地伴隨著一氧化碳。 而且，這種氣體很容易被微生物快速吸收。 既然它存在於大氣中，生命的存在就應該被排除。
NASA 計畫於 2019 年發射 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡它將能夠更準確地研究這些行星的大氣層中是否存在二氧化碳、甲烷、水和氧氣等較重的氣體。
第一顆系外行星於上世紀九十年代被發現。 從那時起，我們已經在大約 90 個系統中確認了近 4. 顆系外行星，其中包括大約 2800 個似乎可能適合居住的行星。 透過開發更好的工具來觀察這些世界，我們將能夠對那裡的條件做出更明智的猜測。 其結果還有待觀察。
