文明的類型
在浩瀚的宇宙中,人類在地球上建立的文明是微不足道的。因為地球文明如此短暫,人類創造文明只需要幾萬年,發展科技需要幾百年,探索太空技術需要幾十年。這與地球46億年的年齡和銀河系6543.8+00億年到6543.8+05億年的年齡不同。
前蘇聯天體物理學家卡達舍夫提出文明分為三種類型:
I型文明:可以掌握這個星球的所有資源。就像地球文明壹樣,可以調動相當於目前地球整體輸出功率的能量進行宇宙通信,其能量為1016瓦。現在我們可以在壹天內繞地球壹周,了解地球上的事件,並離開地球去月球進行閃電訪問。
ⅱ型文明:能夠掌握自身中樞恒星和行星系統的物質和能量資源,能量約為1026瓦。
ⅲ型文明:能掌握本恒星系所有資源,能量約1036瓦。
美國天文學家卡爾·薩根(Carl sagan)提出,三型文明按能量尺度可分為10個亞型,即1016瓦是1.0,1017瓦是1.1,17瓦是65438。我們地球文明是0.7型文明。這三種類型的文明並非不可逾越,但由於它們的質的差異,可想而知這個過程會非常漫長和艱難。
外星文明的方程式
銀河系中有多少文明星球?1960年,美國加州大學天文學家弗蘭克·德裏克提出了壹種尋找外星文明的可能方法,是這樣壹個公式:n = r *× fp× ne× fl× fi× fc× l。
這個公式似乎有點復雜。它通過壹系列可能性的乘積,計算出我們的星系中可能存在多少個文明社會(n)。
R*代表我們銀河系壹年中新生恒星的數量。空間由超新星爆炸(平均每30年壹次)散落的碎片和形成宇宙的大爆炸副產品氫組成。漸漸地,在引力的影響和新超新星爆發的沖擊下,這些物質集中在壹個地方,慢慢積累,最後成為恒星。重復這個過程。
Fp是指這樣形成的新恒星平均擁有的行星數量。在恒星中,有兩個或三個大小相同的太陽,稱為雙星和三星,它們相互交替環繞。有人認為在這種情況下不可能形成行星。但是在我們的太陽系裏,不是有木星、土星這樣的巨行星嗎?這可以看作是三星,同時雙星和三星可能都有行星。但是壹顆恒星通常有幾顆行星,這是不確定的。
Ne是指在這些行星中,有可能存在生命發生和演化的條件。生命的產生必須有大量的液態水。但是,如果行星離恒星太遠,水會凍成冰;太近會變成蒸汽。為了讓生命進化,必須擁有由古老巖石構成的土地。如果星球太大,不可能具備這些條件。此外,還必須有大氣層,小行星可能會因缺乏重力而漂移,失去大氣層。而且,如果自轉周期過長,不僅晝夜溫差過大,而且強風不斷吹來,難以產生生命。
Fl代表滿足這些條件的行星實際上有生命和進化的比例。進化必須有DNA,這是壹種極其復雜龐大的化合物產生的遺傳方式,這種形成的可能性非常渺茫。
Fi代表生命進化成智慧的概率。細菌、樹木和草都無法進化成智慧生物。它們沒有神經系統,也沒有長到壹定大小所必需的脊椎。最原始的有神經系統和脊椎的動物是魚。而魚如果壹直呆在水裏,壹定不會進化成智慧生物。首先魚要變成四條腿,能在陸地上行走,然後爬樹,學會用手指抓東西,進化到直立行走。這樣,腳和手的分工,時間長了,就會有充分的智慧。但是,過程不壹定那麽順利。有生物的星球不少,但如果只有細菌、植物、貝類,就很難產生智慧生物。
Fc表示能與外界交流的智慧生物比例。目前,地球主要使用無線電波作為星際通訊的手段,但在南美洲亞馬遜盆地的深處和新幾內亞的山區,卻生活著未開化的原始人。他們不懂農牧業,也缺乏制造鐵等金屬物品的技術。他們只能用簡單的弓和棍子打獵。它們不是最近才從猿進化到人的。像我們壹樣,他們在幾十萬年前進化了。要有先進的科技,也要有壹定的條件,足以容納無數的變化和經驗積累。所以有智慧生命的星球不壹定都達到高度文明,也不壹定都和外界有聯系,讓我們感知到他們的存在。
l代表文明的平均壽命。地球文明並不高度發達,但已經受到核戰爭和公害的威脅。文明程度越高,被毀滅的可能性就越大,因為有巨大的力量推動它進步,也有巨大的力量摧毀它,壹個意外就可能讓文明滅亡。如果所有發達文明的壽命都很短,那麽其他星球上如果有發達文明,可能早就滅亡了。
我們無法計算l和Fc,所以科學家對n的取值有不同的看法,卡爾·薩根計算出銀河系每654.38+0萬顆恒星中就有壹顆高度發達的外星文明,他計算出最多每654.38+0萬顆恒星中就有壹顆文明星球。因此,薩根認為可能有生命在如此接近的恒星Tewatseki和Jettret古力I和i I。
根據這個公式,德雷克預言將有4000個文明社會擁有交流能力。阿西莫夫在《國外的文明》壹書中計算出53萬。
也有人質疑外星文明的這個等式,從而否認銀河系中除了地球還有發達的文明。比如前蘇聯的修·克羅斯基,他認為其他擁有核武器的星球會被核戰爭毀滅,所以發達文明的壽命很短,銀河系裏除了地球可能沒有其他文明。
另壹種觀點認為,方程的預測值太多,不可靠。比如美國天文學家馬凱爾·哈特(Mackail Hart)認為,如果銀河系中存在發達的文明,那它早就殖民銀河系了,所以不可能我們現在還沒有發現。這說明銀河系內除了地球沒有其他文明,但銀河系外可能有。
尋找外星文明的可能性
雖然我們推測宇宙和銀河系中有很多外星文明,但是為什麽他們不與人類建立直接聯系,讓他們去做可能沒用的事情呢?我們能找到這些宇宙兄弟嗎?也許他們在找我們,卻因為同樣的原因被擋在了遠處。這些原因可能是:
距離很遠。廣闊的空間使得彼此之間的交流極其困難。據推測,在銀河系中,最大可能的結果是500顆恒星產生壹個外星文明。這樣,只有找到501顆恒星,才能找到外星文明。按照恒星的密度,500顆恒星占據的空間半徑是35光年,也就是說最近的外星文明可能在35光年之外。向那裏發送信號最快也要70年。
4.頻譜隔離。我們用電磁波和外星人交流,但是因為電磁波譜極廣,我們不知道他們用的是什麽樣的頻譜。
3.文明發展程度。因為有不同類型的文明,如果對方是高度發達的文明社會,達到II型和III型文明,那麽他們可能會鄙視我們,避免見到我們。如果對方文明比我們低,他們就無法和我們交流。
4.其他生命形式。我們在考慮類似地球文明的文明,但是如果有其他生命形式,比如矽人,比如科幻小說裏的蜘蛛俠,小綠人,他們就無法和我們交流。如果他們以我們不知道的形式存在,我們必須永遠不為他們所知。