藝術(shù)家對(duì)TRAPPIST-1系統(tǒng)中一顆行星表面的插圖，該系統(tǒng)擁有七個(gè)大約地球大小的悖論世界。(圖片來源:美國宇航局/JPL加州理工學(xué)院)
（神秘的外星重慶江北品茶喝茶資源場(chǎng)子vx《749-3814》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（伊麗莎白·豪厄爾）：費(fèi)米悖論試圖回答外星人在哪里的問題。
鑒于我們的人里太陽系與宇宙的其他部分相比非常年輕——大約45億歲，而不是費(fèi)米138億歲——并且如果有足夠的時(shí)間，星際旅行可能相當(dāng)容易實(shí)現(xiàn)，悖論這個(gè)想法是外星，地球應(yīng)該已經(jīng)被外星人訪問過了。人里
這一悖論得名于諾貝爾獎(jiǎng)得主、費(fèi)米物理學(xué)家恩利克·費(fèi)密，悖論據(jù)說他在1950年午餐時(shí)間的外星一次閑聊中提出了上述觀點(diǎn)。此后的人里幾十年里，天體生物學(xué)家和其他科學(xué)家一直為這些暗示而撓頭。費(fèi)米
“費(fèi)米意識(shí)到，悖論任何擁有適度火箭技術(shù)和不謙虛的外星帝國激勵(lì)的文明都可以迅速殖民整個(gè)銀河系，”加利福尼亞州山景城的外星智能搜索(SETI)研究所的代表在費(fèi)米悖論解釋者中寫道。“在幾千萬年內(nèi)，每一個(gè)星系都可能被納入帝國的羽翼之下。幾千萬年聽起來可能是一個(gè)漫長的項(xiàng)目，但事實(shí)上，與銀河系的年齡相比，這是相當(dāng)短的，銀河系的年齡大約是它的一千倍。”
費(fèi)米于1954年去世，因此探索和解釋這一想法的任務(wù)落到了其他人身上，例如邁克爾·哈特，他在1975年的皇家天文學(xué)會(huì)(RAS)季刊上寫了一篇題為“地球上沒有外星人的解釋”的文章。(有人說這是第一篇探索費(fèi)米悖論的此類論文，盡管這種說法有點(diǎn)難以證明。)
“我們觀察到，現(xiàn)在地球上沒有來自外太空的智慧生物，”哈特在論文摘要中寫道。“有人提出，這個(gè)事實(shí)最好用我們銀河系沒有其他高級(jí)文明的假設(shè)來解釋。”
然而，他指出，需要在生物化學(xué)、行星形成和大氣方面進(jìn)行更多的重慶江北品茶喝茶資源場(chǎng)子vx《749-3814》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)研究，以更好地縮小答案的范圍。
哈特認(rèn)為，聰明的外星人可能已經(jīng)在地球歷史的某個(gè)時(shí)刻訪問過地球，除非他們?cè)诓坏?00萬年前開始了他們的旅程。他認(rèn)為這種拜訪的明顯缺乏很可能是因?yàn)槿狈β斆鞯耐庑侨恕５哺攀隽似渌姆N可能的解釋:
外星人從來沒有來過這里，因?yàn)樯眢w上的困難“使得太空旅行不可行”，這可能與天文學(xué)、生物學(xué)或工程學(xué)有關(guān)。外星人只是選擇永遠(yuǎn)不拜訪我們。地球以外的先進(jìn)文明出現(xiàn)得太晚，外星人無法到達(dá)我們這里。外星人曾經(jīng)訪問過地球，但是我們沒有觀察到他們。
杜蘭大學(xué)物理學(xué)教授弗蘭克·蒂普勒(Frank Tipler)在1980年繼續(xù)哈特的論點(diǎn)，發(fā)表了一篇題為“外星智慧生物不存在”的論文，也發(fā)表在《RAS季刊》上。他論文的大部分內(nèi)容是關(guān)于如何為星際旅行獲取資源，他認(rèn)為這可以通過讓某種自我復(fù)制的人工智能從一個(gè)星系移動(dòng)到另一個(gè)星系，并在移動(dòng)時(shí)復(fù)制自己來實(shí)現(xiàn)。
由于這種先進(jìn)機(jī)器的證據(jù)從未在地球上發(fā)現(xiàn)，蒂普勒認(rèn)為我們可能是那里唯一的智慧生物。他還在1980年的論文中寫道，那些相信外星智慧的人與UFO(不明飛行物)愛好者類似，因?yàn)閮蓚€(gè)陣營都相信“我們將被某種奇跡般的星際干預(yù)從我們自己手中拯救出來。”
如今，外星智慧是一個(gè)熱門話題，每年都有來自不同研究小組的多篇論文出現(xiàn)。正在進(jìn)行的系外行星革命支持了高級(jí)文明可能存在于地球之外的觀點(diǎn)。
那里有很多潛在的適合居住的地方
宇宙是如此的巨大和古老。各種望遠(yuǎn)鏡收集的數(shù)據(jù)顯示，可觀測(cè)的宇宙大約有920億光年寬(并且一直在越來越快地增長)。單獨(dú)的測(cè)量表明它大約有138.2億歲。
所以外星文明有足夠的時(shí)間崛起和傳播——但他們也可能必須穿越巨大的宇宙鴻溝才能到達(dá)我們這里。
當(dāng)費(fèi)米發(fā)表他那著名的評(píng)論時(shí)，科學(xué)家們所知道的唯一的行星在我們的太陽系里。但是在1992年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了環(huán)繞著一個(gè)被稱為脈沖星的超密度恒星尸體的世界。幾年后，第一顆圍繞類太陽恒星的系外行星被證實(shí)。
現(xiàn)在已經(jīng)有超過5000顆被確認(rèn)的系外行星，而且每年都在增加。外星世界的數(shù)量表明宇宙中可能有大量的生命。
隨著時(shí)間的推移，借助更先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)家們將能夠探測(cè)一些附近系外行星大氣的化學(xué)成分。然而，“附近”是一個(gè)相對(duì)的術(shù)語；已知最近的系外行星比鄰星b距離我們大約4.2光年，大約25萬億英里(40萬億公里)。
最終目標(biāo)是了解巖石行星在其母恒星的“可居住區(qū)”形成的頻率，可居住區(qū)傳統(tǒng)上被定義為地球表面可以存在水的軌道距離范圍。然而，可居住性不僅僅與水有關(guān)。其他因素也必須考慮，如宿主恒星的活動(dòng)和行星的大氣成分。(傳統(tǒng)定義的可居住區(qū)越來越被認(rèn)為過于簡(jiǎn)單，還有其他原因。例如，我們太陽系中的冰衛(wèi)星，如木星的歐羅巴和土星的土衛(wèi)二，位于可居住區(qū)之外，可能仍然在它們的地下海洋中孕育著生命。)
盡管有這樣的警告，但似乎確實(shí)有大量適合居住的房地產(chǎn)。例如，2013年11月，一項(xiàng)使用美國宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)的研究表明，五分之一的類太陽恒星有一顆大約地球大小的行星在可居住區(qū)運(yùn)行。幾個(gè)月后，開普勒科學(xué)家發(fā)布了一份包含715個(gè)新發(fā)現(xiàn)的行星的“富礦”。這些行星中有許多是用一種叫做“多重驗(yàn)證”的新技術(shù)確認(rèn)的，這種技術(shù)在一定程度上基于概率邏輯。(人們看到的橫過恒星表面或受引力牽引的物體更有可能是行星，而不是伴星，因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，距離較近的伴星可能會(huì)破壞整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。)
美國宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡搜尋系外行星的藝術(shù)家插圖。(圖片來源:NASA)
然而，類太陽恒星在我們的星系中只占少數(shù)；大約四分之三的銀河系恒星是被稱為紅矮星的小而暗的燃燒體。天文學(xué)家已經(jīng)在紅矮星的可居住區(qū)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)巖石世界——例如比鄰星b，以及TRAPPIST-1系統(tǒng)中的三顆行星，Trapp ist-1系統(tǒng)距離地球約39光年，共有七個(gè)巖石世界。但是還不清楚這樣的行星到底有多適合居住，因?yàn)榧t矮星非常不穩(wěn)定，尤其是在它們年輕的時(shí)候。因此，恒星爆發(fā)可能會(huì)迅速吹走年輕的“可居住區(qū)”紅矮行星的新生大氣，使生命極難在那里立足。科學(xué)家說，需要更多的研究來更好地了解這些恒星以及生命在它們周圍持續(xù)存在的能力。
研究人員正在獲得更多的工具來做這樣的工作。例如，美國宇航局的凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星(TESS)于2018年4月成功發(fā)射，并很快從開普勒手中接過接力棒，開普勒于同年晚些時(shí)候退役。該機(jī)構(gòu)備受期待的耗資100億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃于2021年12月發(fā)射，除了其他許多任務(wù)外，它將在附近的系外行星空氣中尋找潛在的生物信號(hào)氣體。歐洲航天局的柏拉圖(行星凌日和恒星振蕩)任務(wù)預(yù)計(jì)將于2026年發(fā)射。三個(gè)強(qiáng)大到足以嗅探系外行星空氣的大型地面觀測(cè)站——超大型望遠(yuǎn)鏡、巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡和30米望遠(yuǎn)鏡——也計(jì)劃在本十年晚些時(shí)候上線。還有一個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目，被稱為“突破星照”，旨在用大量微小的激光導(dǎo)航納米探測(cè)器近距離研究比鄰星b和其他附近的世界。如果技術(shù)發(fā)展順利，第一艘這樣的星際機(jī)器人飛船可能在2050年左右發(fā)射。
這種任務(wù)和儀器將幫助科學(xué)家充實(shí)他們對(duì)天體生物學(xué)的理解，這種理解仍然相對(duì)原始。例如，我們甚至不知道在我們自己的后院是否有生命存在。地球上的研究表明，微生物可以在極端環(huán)境中生存，這表明微生物可能存在于火星、木衛(wèi)二、土衛(wèi)二和/或巨大的土星衛(wèi)星泰坦上。但是我們還沒有探索這些世界中的任何一個(gè)，以至于不能確定。
然而，費(fèi)米悖論所思考的遠(yuǎn)不止微生物。為了解決這個(gè)問題，我們不僅需要知道生命在外星球上進(jìn)化的普遍程度，還需要知道它獲得與其他智慧生命形式交流或在星球間航行的能力和愿望的頻率。
智慧的、可探測(cè)的外星文明的數(shù)量是由德雷克方程估算的。用SETI研究所的話說，這個(gè)等式——寫成“N = R * FP ne fl fi fc L”有以下變量:
“N:銀河系中電磁輻射可探測(cè)到的文明的數(shù)量。R*:適合智慧生命發(fā)展的恒星形成速率(每年數(shù))。fp:那些有行星系統(tǒng)的恒星的比例。ne:每個(gè)太陽系中，有適合生命生存的環(huán)境的行星數(shù)量。適合生命實(shí)際出現(xiàn)的行星的比例。fi:有智慧生命出現(xiàn)的行星的一部分。艦隊(duì)指揮官:開發(fā)出一種技術(shù)，可以檢測(cè)出他們存在的跡象的那部分文明。l:這種文明產(chǎn)生這種標(biāo)志的平均時(shí)間長度(年)。"
這些數(shù)值現(xiàn)在都不確定，這使得預(yù)測(cè)變得困難。所以費(fèi)米悖論是猜測(cè)的沃土，多年來，科學(xué)家和外行人提出了數(shù)百種可能的解釋。
答案會(huì)是什么呢？
這些想法范圍很廣。
例如，2015年，科學(xué)家分析了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，得出結(jié)論說，相對(duì)而言，地球可能是一個(gè)早熟的物種。研究人員確定，大約45億年前地球形成時(shí)，宇宙中可能存在的所有可居住世界中只有8%存在。所以這是對(duì)悖論的一種可能的解釋:外星人會(huì)來，但不是一時(shí)半會(huì)兒。
或者也許生命太脆弱，無法長久存活。2016年的一項(xiàng)研究表明，巖石行星歷史的早期可能非常有利于生命，這通常可能在行星冷卻下來并有液態(tài)水存在后的5億年左右開始出現(xiàn)。我們地球的歷史似乎支持這個(gè)結(jié)論；有(有爭(zhēng)議的)證據(jù)表明，大約41億年前這里就出現(xiàn)了生命，38億年前它就已經(jīng)確定存在了。但由于失控的溫室效應(yīng)(就像很久以前金星上發(fā)生的那樣)或其他氣候變化，這些美好時(shí)光可能不會(huì)持續(xù)太久。
“在早期的熱脈沖、凍結(jié)、揮發(fā)性成分變化和失控的正反饋之間，在可居住區(qū)的最初潮濕的巖石星球上維持生命可能就像試圖騎一只野牛。研究人員阿迪提亞·喬普拉和查利·萊恩維尤在發(fā)表于《天體生物學(xué)》雜志的研究中寫道:“大多數(shù)生命都會(huì)脫落。“生命在宇宙中可能很罕見，不是因?yàn)樗茈y開始，而是因?yàn)樵谧畛醯氖畠|年里，可居住的環(huán)境很難維持。”
也可能瓶頸來得更晚。許多思想家認(rèn)為，文明可能會(huì)在變得有技術(shù)能力后很快自我毀滅。地球再次為這一假設(shè)提供了一些支持:在1962年古巴導(dǎo)彈危機(jī)期間，人類驚人地接近核戰(zhàn)爭(zhēng)，我們可能正在毀滅我們自己，以及地球上的許多其他生命，現(xiàn)在通過人為的氣候變化。
還有許多其他因素需要考慮。例如，行星科學(xué)家艾倫·斯特恩，美國宇航局新地平線冥王星任務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)者，最近提出，銀河系中最常見的生命居住環(huán)境可能是埋藏的海洋，如土衛(wèi)二和歐羅巴的海洋。在這種環(huán)境中進(jìn)化的生物似乎不太可能發(fā)展出航天器；事實(shí)上，他們中的許多人可能甚至不知道還有其他的世界可以探索。
外星人心理學(xué)也可能在其中發(fā)揮了作用。舉例來說，也許有許多先進(jìn)的外星文明，但是他們中的大多數(shù)都不想和我們交流或者拜訪地球。也許地球和它的居民對(duì)他們來說還不夠有趣，不能兒戲——除非人類表現(xiàn)出足夠的智慧和價(jià)值，被歡迎加入“銀河俱樂部”
或者，也許大多數(shù)聰明的外星人傾向于保持沉默，因?yàn)樗麄儞?dān)心與他們的宇宙鄰居接觸會(huì)導(dǎo)致他們自己被奴役或毀滅。包括已故的斯蒂芬·霍金在內(nèi)的許多研究人員都援引了這種可能性，認(rèn)為人類不應(yīng)該主動(dòng)宣傳自己的存在。
然后還有尋找智能外星人的后勤困難。宇宙是巨大的，難以置信的古老。人類僅僅存在了20萬年，我們從1960年就開始監(jiān)聽外星人可能的無線電信號(hào)。因此，我們與可探測(cè)的外星文明在時(shí)間和空間上重疊的幾率似乎并不大。
大多數(shù)研究人員說，費(fèi)米悖論可能沒有單一的解決方案。一系列因素——也許包括上面討論的一些因素——可能是我們目前面臨的“巨大沉默”的原因。這些因素的本質(zhì)可能很快就會(huì)變得更加清晰。
例如，科學(xué)家在火星、歐羅巴或我們太陽系的另一個(gè)天體上發(fā)現(xiàn)了過去或現(xiàn)在微生物生命的證據(jù)，這些生物代表了“第二次起源”——與地球上的生命完全不同。這樣的發(fā)現(xiàn)將強(qiáng)烈表明，生命在宇宙中運(yùn)行并不難，這使得研究人員可以從冗長的清單中劃掉一個(gè)可能的費(fèi)米悖論解釋。
專家的費(fèi)米悖論
我們就費(fèi)米悖論向倫斯勒理工學(xué)院的海蒂·喬·紐伯格教授提出了幾個(gè)問題。
海蒂·喬·紐伯格倫斯勒理工學(xué)院物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)和天文學(xué)教授
海蒂·喬·紐伯格是一名天體物理學(xué)家，目前正在研究我們銀河系的結(jié)構(gòu)。她在天體物理學(xué)方面進(jìn)行了多種多樣的研究，包括恒星、超新星以及我們的星系和其他星系。她最近獲得了美國國家航空航天局的資助，致力于傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡的替代品，以探測(cè)可能支持生命的系外行星。
現(xiàn)代研究人員是否傾向于接受費(fèi)米悖論的前提——即如果我們星球以外的智慧生命存在，那么他們現(xiàn)在很可能已經(jīng)聯(lián)系或到達(dá)地球了？
我不能代表所有人，但我不相信這個(gè)前提。因?yàn)榈厍蚴俏覀兾ㄒ恢烙猩嬖诘男乔颍晕覀冎荒芨鶕?jù)這里的生命是如何進(jìn)化的來進(jìn)行猜測(cè)。
地球形成于大約46億年前。地球上的生命至少開始于35億年前，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)代的化石已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但更簡(jiǎn)單的細(xì)胞預(yù)計(jì)在那之前就已經(jīng)形成了。很可能，在液態(tài)水普遍存在的條件下，地球上的生命很快就開始了。另一方面，擁有一個(gè)以上細(xì)胞的生命直到大約10億年前才出現(xiàn)，而人類在2億年前沒有進(jìn)化。據(jù)我們所知，人類是地球上唯一思考宇宙中正在發(fā)生的事情的生命形式，并且有可能與其他生命交流。第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡大約在400年前發(fā)明，第一個(gè)太空探測(cè)器在不到100年前發(fā)射。
我從中得到的是，簡(jiǎn)單的生命(像單細(xì)胞生物)可能很容易創(chuàng)造，但復(fù)雜的生命更難，試圖與宇宙中其他地方的生命交流的生命可能極其罕見。雖然尋找外星生命并與之交流的技術(shù)一旦開始，似乎會(huì)在宇宙的時(shí)間軸上發(fā)展得非常快，但我們不知道現(xiàn)代人類作為一個(gè)物種還能生存多久。
有沒有一個(gè)普遍接受的方法來解決費(fèi)米悖論？
我懷疑有一個(gè)普遍接受的方法來解決費(fèi)米悖論，除了指出一個(gè)事實(shí)，即我們對(duì)高度進(jìn)化的智慧生命的信息非常少。我們不知道它有多罕見，一個(gè)文明持續(xù)了多長時(shí)間，它有多大可能會(huì)或不愿意與我們交流，它有多大可能會(huì)在銀河系中傳播，或者我們?nèi)绾握J(rèn)識(shí)和理解彼此。在沒有任何真實(shí)信息來解決這個(gè)問題的情況下，似乎有很多可能性可以解決這個(gè)問題。
在評(píng)估費(fèi)米悖論時(shí)，考慮銀河系中空間的巨大距離是很重要的。光旅行到最近的恒星的時(shí)間超過四年。如果一艘火箭飛船以每小時(shí)20，000英里的速度飛行，那么它將需要超過33，000年才能到達(dá)那里。從太陽到銀河系中心的光旅行時(shí)間是30，000年。火箭旅行的時(shí)間是1.7億年。目前還完全不清楚生命是否愿意或者能夠穿越這樣的距離來居住在銀河系中。如果嘗試的話，不清楚是否有合適的地方讓它落地并茁壯成長。在銀河系中傳播生命可能比費(fèi)米想象的要困難得多。
研究系外行星，尤其是潛在宜居行星的研究人員通常會(huì)考慮費(fèi)米悖論嗎？
尋找潛在宜居行星的現(xiàn)代研究人員在考慮找到生命的可能性時(shí)，通常會(huì)使用西格方程。這是德雷克方程的更新，它總結(jié)了人們?cè)?961年尋找的東西。請(qǐng)注意，一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別是，西格方程詢問我們可以找到多少個(gè)具有改變大氣的生命的行星(例如通過光合作用)，而德雷克方程計(jì)算的是發(fā)出可檢測(cè)無線電波的文明的數(shù)量。20世紀(jì)，SETI計(jì)劃尋找這些文明，沒有發(fā)現(xiàn)這種文明的信號(hào)。
所以你可以看到對(duì)話已經(jīng)變成了尋找不一定有智慧的生命——一些地球歷史告訴我們更有可能找到的東西。我偶爾教一堂系外行星和生命課，我用的教材沒有講費(fèi)米悖論。我的期望是，大多數(shù)研究人員目前沒有考慮這個(gè)問題。目前的搜索是尋找系外行星，有液態(tài)水的可居住的系外行星，以及不一定是智慧生命的跡象。
目前的研究有哪些方法可以最終解決費(fèi)米悖論？
隨著我們對(duì)系外行星了解的越來越多，對(duì)生命存在的可能性以及生命擴(kuò)散的可能性做出統(tǒng)計(jì)陳述變得越來越有可能。這一悖論的基礎(chǔ)在于這樣一種觀點(diǎn)，即銀河系中有數(shù)千億顆恒星，有這么多恒星，其中一顆上一定有其他智慧生命。但是我們真的沒有辦法評(píng)估這是不是真的。
在六噸沙子中，有數(shù)千億粒沙子。因此，有理由認(rèn)為其中至少有一個(gè)是由鈾制成的。但我們不會(huì)在海灘上尋找鈾，因?yàn)槿绻谀抢铮鼤?huì)溶解在水中并被沖走。僅僅擁有大量的對(duì)象并不意味著這些對(duì)象的每一種可能性都必然存在。
目前的實(shí)驗(yàn)正在告訴我們有多少顆系外行星，這些行星上的條件是什么，系外行星表面溫度允許液態(tài)水存在的情況有多普遍，以及可能有多少系外行星表現(xiàn)出有利于生命存在的大氣豐度。我們正在努力尋找其他星球上的任何種類的生命。這些信息將為我們推斷科技文明在其他地方形成的可能性提供一些依據(jù)，并將告訴我們他們可能要走多遠(yuǎn)才能找到最近的可居住星球，在那里他們可以建立殖民地。
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