銀河系真的存在36個外星文明嗎？

任天

在銀河系數千億顆恒星中，會存在多少外星智慧文明？一項新研究給出的計算結果是：36個。

該研究假設地球生命在一定程度上代表了宇宙中普遍的生命演化方式，認為智慧生命誕生于一顆與恒星距離適當的巖石行星上，經歷大約50億年的演化過程。如果這一假設是正確的，那么在銀河系中，人類可能并不是唯一的智慧生命，只是由于距離太過遙遠，使我們至今還未與其他鄰居相遇。

資深天文學家塞斯在加利福尼亞州山景城的搜尋外星文明研究所工作，并未參與這項新研究。他表示，該研究的另一個重大假設是宇宙中所有地方的生命演化時間軸都與地球相同，這意味著表面上看似精確的計算其實具有誤導性。

遙遠的鄰居

當然，人類是否是宇宙中唯一智慧生命的問題，目前來看短時間內不會有確定的答案。不過在1961年，天文學家弗蘭克·德雷克提出了一種估計地外文明數量的方法，即著名的德雷克方程式。

這個方程式根據不同的變量，確定人類是否有可能找到外星智慧生命（或者被其發現）。這些變量包括：銀河系中每年的恒星形成速率;恒星與行星的數量之比;形成生態系統的行星占所有行星的比例;以及演化出生命的行星所占的比例。接下來還可以進一步縮小范圍，加入更多變量，如產生智慧生命（而不是簡單的藻類）的行星占所有行星的比例，以及其中發展出通訊能力（可以從太空探測到）的行星所占的比例（人類就屬于這一類，因為人類應用無線電波進行通訊的歷史已有將近一個世紀）。

最后一個變量是與外星文明交流所需的平均時間。銀河系大約有140億年的歷史。如果智慧程度較高并具有星際通訊能力的地外文明最多能持續幾百年，那么地球人與他們的交流機會也就少得可憐了。

求解德雷克方程是不可能的，因為大多數變量的值是未知的。然而，英國諾丁漢大學的天體物理學家克里斯托弗·康塞爾利斯和同事們對使用恒星形成和系外行星存在的新數據進行嘗試饒有興趣。系外行星是指在太陽系以外圍繞其他恒星運行的行星。在2020年6月15日的《天體物理學雜志》上，康塞爾利斯發表了他們的研究結果。

“在幾年前，這篇論文是不可能寫出來的，”康塞爾利斯說道。研究小組計算了銀河系中恒星的年齡分布，尋找其中至少有50億年歷史的恒星，這樣的時間跨度可能足以形成類似人類的文明。他們發現，銀河系中97%的恒星年齡超過50億年。康塞爾利斯表示，我們所處的太陽系有45億年的歷史，在銀河系中相對較新，因此銀河系中存在許多更老的恒星是很合理的。

然后，研究人員計算出擁有足夠密度和穩定的行星系統的恒星數量。在年齡超過50億歲的恒星中，有大約三分之一符合條件。接下來，利用目前天文學家對系外行星分布的了解，研究人員估計了這些恒星的宜居帶內巖石行星的數量。他們還計算出了哪些恒星具有足夠高的金屬含量，足以為環繞其運行的巖石行星提供必要的元素，用于建設各種基礎設施（比如無線電發射器）。最后，他們根據迄今為止使用無線電技術的地球時間線，將具有通訊交流能力的文明壽命設定為100年。

結果如何？研究人員發現，如果其他行星上的生命演化軌跡地球相同，那么在今天的銀河系中，應當存在著36個具有智慧、能與人類交流的外星文明。不過，這一估值具有不確定性，外星文明的數量范圍在4個到211個之間。如果外星文明大致均勻地分布在銀河系各處，那么我們最近的鄰居可能就在17000光年之外。

如此遙遠的距離意味著我們不太可能聯系上他們。研究人員計算出，外星文明所廣播的可探測信號理論上需要大約3060年的時間才能被我們接收到。換言之，要與這樣的外星文明建立雙向對話，人類（和外星人）必須在至少6120年的時間里保持文明的延續。

對假設的質疑

對于尋找外星人的問題，研究人員還提出了更加樂觀的設想。例如，如果生命在50億年之后的任何時間——不一定是在50億年時——都能演化出智慧文明，則銀河系中可能存在的文明數量將上升到大約928個。在這種情況下，一個地外文明只需要1030年的時間就能與我們取得聯系。

這些估算數字的問題在于，研究作者們用天文數據填補了德雷克方程中的一些空白，卻沒有經過太多討論就省略了一些最復雜、最具爭議的變量。生命真的會在類太陽恒星系適居帶內的任何巖石行星上演化嗎？生命誕生45億年后就一定會演化出智能生命嗎？如果6600萬年前沒有小行星撞擊地球而導致恐龍滅絕，那么地球上智能生命的演化時間軸可能就完全不同。

或許最具局限性的變量是其中一個假設：一個能夠交流的文明只會在一個世紀的時間內傳遞出信號。即使對人類文明來說，這樣的論斷似乎也過于悲觀。盡管近幾個月來人類文明遇到了許多挑戰，但在可預見的未來，人類似乎不太可能停止使用無線電波。

康塞爾利斯表示，計算是理解人類存在及其未來的一種方式。如果事實證明，銀河系中存在的文明比該研究所預測的更多，那就意味著生命可以在比地球更寬泛的條件下演化，或者表明迄今為止，地外文明的壽命往往比我們人類的文明長久得多。“如果我們發現了很多這樣的行星，那將是一個好跡象，表明我們的文明可能有很長的壽命。”康塞爾利斯說道。

另一方面，如果對地外生命的搜尋仍然一無所獲，可能就意味著生命的出現在宇宙中非常罕見;或者當智慧生命出現時，他們往往會迅速自我毀滅。也許銀河系在幾十億年前還是相對“熱鬧”的，但那些生命早已灰飛煙滅。