从上世纪60年代起,人类,从来没有停止过搜索地外文明的行动。
1960年,美国康奈尔大学的天体物理学家,德雷克(Frank Donald Drake),通过美国国家射电天文台的格林·班克望远镜,进行了人类历史上,首次使用无线电搜寻外星文明信号的实验。
1984年,加州大学伯克利分校,发起了一项名叫SETI@home的计划,这项计划,整合了全世界许多大型天文望远镜所传回的数据,并对其进行分析。它的目的,则纯粹是为了寻找外星人而存在。
2020年4月28日,被誉为中国天眼,也是全世界最大的球面射电望远镜FAST,正式宣布,加入SETI@home计划。
可以看出,天文学家们在寻找外星人的道路上,绝对是下足了功夫。可是我们迄今为止,却并没有任何实质性的收获。
在这个时候,有另一些科学家站出来说,你们别费工夫了,这个宇宙中,根本没有外星人!
人类如此孤独?
我们之前,在探讨,人类为何无法发现外星人的视频之中,曾经提到过许多种可能性,其中有一个观点,被称之为稀有地球假说。
该假说的支持者们认为,地球人类,有可能是宇宙中,唯一存在的智慧生命体,因为我们的地球,并不普通,它反而是一颗在任何方面,都极其罕见,极其稀有的行星,纵观整个宇宙,可以产生复杂生命的星球,也许,只有地球一颗。换句话说,地球人类,一直以来所寻找的外星智慧文明,可能根本不存在。
这个假说,虽然极具争议,但是在今天,却有着包括:
行星科学家-斯图尔特(Stuart Ross Taylor)
古生物学家-西蒙·莫里斯(Simon Conway Morris)
物理学家-布莱恩·考克斯(Brian Cox)在内的一大批科学家支持者。
可能有些朋友听到这儿,产生很大的疑惑。
难道,我们在偌大的宇宙之中,真的如此孤独吗?
接下来,我们就详细的聊一聊这个,所谓稀有地球假说的前世今生。
哥白尼原则
先让时间回到欧洲文艺复兴时期,在当时,人们的宇宙观,跟现在很不一样。
那个时候的人们普遍认为,地球是宇宙的中心,而其它的星球,都围绕着地球来运行,著名天文学家托勒密,所绘制的宇宙模型,成为了当时的正统理论。
而在16世纪中期,天文学家哥白尼,通过一系列的观察和研究发现,地球在宇宙中所处的位置,并不特殊,人类也并不具备宇宙中特殊观测者的身份。
由此,他顶着当时的社会压力,提出了被现代人们普遍接受的宇宙观-“日心说”。
他所提出的这个概念,后来,逐渐发展为哥白尼原则,其核心理念为:在宇宙中没有任何一个观测者占有特别的位置。简单来说,可以理解为我们的地球,非常的平凡无奇,更没有任何的与众不同,在宇宙之中,可能存在着千千万万个与地球一样的行星,也可能存在着无数种生命。
费米悖论
到了1950年,物理学泰斗,恩里科·费米,以哥白尼原则为前提,提出了著名的费米悖论。
费米在当时,通过一系列估算得出,在可观测宇宙中,可能产生生命的类地行星,大约有10^20颗,如果刨去其中没有诞生生命,以及诞生了生命,却没有演化出智慧的星球,那这其中,大概仍然存在着100万亿个智能文明。
可我们人类,时至今日,仍然没有发现其中任何一个,这就让整件事,显得非常的匪夷所思。
而在50年后,有两位来自美国华盛顿大学的教授,对这个现象做出了一个,让人大吃一惊的解释。
生命并不常见?
2000年,华盛顿大学,古生物学教授彼得·沃德(Peter Ward)和天文学教授唐纳德·布朗利(Donald E. Brownlee)。
出版了一本名叫《稀有地球:为什么复杂的生命在宇宙中不常见》的科普书籍,这也是稀有地球假说这个名词,第一次出现在大众的视野当中。这本科普书籍一经出版,立即在媒体和学术界引起了极大的关注。
他们认为,宇宙,好像从根本上反对复杂生命的存在,虽然微生物在宇宙中可能很普遍,但是,如果想从简单生命演化为复杂的智能生命,则需要越过诸多,严格到不能再严格的外在条件,一颗行星,只有完全满足这些条件时,它才有可能支撑复杂智慧生命的发展。其概率,则可能低到在全宇宙中,只能找到地球一颗,能够支持生命演化出智慧的星球。
时至今日,该假说中所涉及的,诞生复杂生命的必备条件,经过许多不同学者的补充与完善,已经多达20几种。
首先,也是最基本的,这颗星球上,必须有水。
水,是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。可以说,水在生命演化中起到了相当重要的作用,生命的出现必须得有液态水。
行星适居带
既然提到了水,我们就不得不提到,这颗有水的星球,在其行星系统中所在的位置。
在每一个行星系统之中,都有一个行星适居带。
以地球和太阳系为例,我们的地球,刚好处在太阳系的行星适居带中,如果,地球与太阳的距离再靠近5%,由于温度过高,地球上的水将会蒸发。相反的,如果距离再远20%,则会由于温度过低,使整个地球进入冰雪和严冬。
恒星大小
然而,单单只要有一颗有水的行星,并且,恰好位于行星适居带中就可以了吗?答案是否定的。
如果,我们太阳的体积,与银河系中其余大多数恒星一样,稍微偏小一点,那么太阳系中的适居带,也会相对小一点,地球必须更接近太阳,才可以保持在合适的范围之内,可是紧接着,麻烦就来了。
一旦此时,地球与太阳的距离近到一定程度,就会被潮汐锁定,自转和公转将变得同步,这也就意味着,地球永远只有一面朝向太阳,就像月球永远只有一面朝向地球一样。地球朝着太阳的那一面,不断承受着太阳的照射,而另一面,将永远被冰雪所覆盖。复杂的生命,很难忍受如此极端的温度变化。
那这是不是意味着恒星的体积越大越好呢?答案依然是否定的。
我们的太阳,寿命约为100亿年,假设,有一颗恒星的体积,比太阳大1.5倍,那它的寿命则只有35亿年。而我们人类,用了46亿年,才发展到现在的水平。
恰到好处的行星系统
同时,在这颗行星的附近,还需要有一颗巨大的气体行星,为它充当“天体吸尘器”的角色,如果在这颗行星诞生生命的过程中,没有一颗像样的巨星行星作为它的“盾牌”,那它可能会频繁遭到小行星的袭击,即使诞生了生命,也可能会因为一次又一次的小行星撞击,导致无法最终演化出智慧生命。
而在我们地球的外侧,刚好有一颗巨大的木星为我们遮风挡雨,它的引力是地球的2.5倍,吸引了无数本应撞向地球的小天体。
大卫星
除此之外,巨大的卫星,也是诞生复杂生命的关键。
还是拿我们的地球举例。
地球拥有一颗巨大的卫星-月球,半径约是地球的四分之一,它强大的引力,使地球自转轴的角度稳定的保持在23.5度,这就确保了地球拥有适中的四季变化,成为太阳系中唯一有温和气候,并能够维持复杂生命繁衍的星球。
如果没有这样一颗巨大的卫星,地球内部的液态铁,则不会流动,从而也就无法产生磁场。
这将导致太阳风和宇宙射线,肆无忌惮的侵犯地球,大气层则根本不会存在,地球会像火星一样,死寂、荒凉。
近乎不可能?
我们之前提到,迄今为止,该假说所涉及的,诞生复杂生命的必备条件,已经有20几种,我们今天,就简单且保守的按照整数20来统计,假说中提到的每种条件,也保守的取十分之一的可能性,那么经过简单的计算,人们就能发现。
在我们的估算中,宇宙,出现全部满足所有条件的星球的概率,大概为10^20分之1。
这个数字可能不太直观,我们换一种说法。
地球上,沙子的数量大约有7.5*10^18粒,如果我们将行星比作为沙子,那么,则相当于,需要集合750个地球的所有沙子,才能从这之中,找到一颗完全符合条件的星球。
众所周知,银河系有大约2000亿颗恒星,也就是2×10^11,而已知的宇宙已经包含了10 ^11的银河系。也就是说,在宇宙中,我们的地球是唯一。
而我们的地球,刚好就是这颗完全符合条件的星球。
当然,在如今,支持该假说的科学家,虽然数量众多,但是反对的声音也并不在少数。反对者们认为,稀有地球假说完全是以地球人类为中心,它既算不上假说,也算不上预测,而仅仅是对生命在地球上如何崛起的描述罢了。
也许,正如英国著名科幻作家,亚瑟·克拉克,所说,“关于这件事存在两种可能性:要么我们是独自一人在宇宙中,要么我们并不孤单。而两者,同样令人恐惧。”
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