作者:Craig C. Freudenrich, Ph.D.
| 费米悖论诺贝尔奖获得者,物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)提出,如果生命要花几十亿年的时间才能进化出智能、学会如何通信和进行星际旅行,如果宇宙中存在着十几亿个文明世界,如果宇宙已经存在了130亿年之久,那么为什么至今还没有外星人来拜访我们呢?或者,为什么外星人没有布满整个银河系呢?这个论点曾经被用来质疑SETI的价值,作家大卫·布林在此基础上加以扩展,写成了《大寂静》(The Great Silence) 一文。 |
在探测到某个信号后,接下来需要一系列的步骤来确认该信号是否来自地外:
- 将射电望远镜从目标处移开(离轴)——那么信号应该会消失,而且当望远镜重新指向目标时,它将重新检测到该信号。这就证实了这个信号确实来自望远镜的视野中。
- 必须排除地球上或近地位置的已知射电源(如卫星)作为信号来源的可能。
- 必须将已知的地外自然射电源(如脉冲星和类星体)排除在外。
- 信号必须由另一台射电望远镜(最好位于另一块大陆)加以确认。
一旦信号得到确认,必须遵循特定的程序才能将这一信息发布出去。电影《超时空接触》很好地表现了地外信号的探测过程和其后发生的各项事件。
我们找到地外信号的可能性有多大呢?为了解决这个问题,天文学家弗兰克·德里克于1961年提出了一个用来计算银河系中的地外文明数量的方程式。现在它被称为德里克方程式,它的估算公式将天文学、生物学和社会学因素考虑在内:
N = R * xfp x ne x fl x f i x fc x L
其中:
- N——具有通信能力的文明数量
- R*——恒星在银河系的生命期中的平均形成速率(每年形成10-40颗)
- fp——那些恒星拥有行星的比例(0 < fp ≤1,估计比例为0.5或50%)
- ne——每个行星系中类地行星的平均数目(0 < ne ≤1,估计比例为0.5或50%)
- fl——在这些行星中演化出生命的比例(0 < fl ≤1,估计比例为1或100%)
- fp——生命演化出智能的比例(0 < fp ≤1,估计比例为0.1或10%)
- fc——智慧生命发展出无线电之类的技术的行星比例(0 < fc ≤1,估计比例为0.1或10%)
- L——拥有通信能力的文明的生存期,以年为单位(这个估计值的变化范围相当大,可以是几百年,也可以是几千年,作为示例,我们定为约500年)
| 注释某些形式的德里克方程式在R* 后增加了一个额外的项——fs,表示形成类似于太阳的恒星在总恒星数中的比例。fs是个非零值,它在0和1之间变化,其估计值为0.1或10%。 |
德雷克方程式中的各项比例数均为0-1之间的非零值。方程式右侧的前三项与天文学有关。接下来的两项属于生物学范畴。最后两项则属于社会学方面。
德里克方程式一直都是SETI研究中的一条指导原则。人们曾经计算出的N可以是从几千到几十亿之间的任何一个数值,即银河系中有这一数量的文明,具体数值由其他各项的估计值决定。
如果我们使用上面列出的估计值,并使R*等于40,则德雷克方程式变成了:
N =(40颗恒星每年)x (0.5) x (0.5) x (1) x (0.1) x (0.1) x (500 年) =50个文明
正如您所看到的,德雷克方程式的结果高度依赖于您使用的各项数值,计算出的N可以是从1到几千之间的任意一个数。一直以来,SETI和一般性的天文学研究都将它们的一部分课题放在了收集数据方面,以便能可靠地得出德雷克方程式各项的估计值(如太阳系外的行星数量)。有关德雷克方程式的详细信息,请查看链接部分。