宇宙淘金热:宇宙为何充满潜力

乐观的理由
几代人以来,夜空都是一幅闪耀着不确定性光芒的画布。我们凝视着它,思考着我们的孤独,低声诉说着一个深刻的问题:在宜居宇宙中,我们是孤独的吗?几十年来,我们的答案仅仅是哲学上的沉思,受限于有限的数据和一种颇为古怪的、以地球为中心的宇宙观。但那个时代已经结束。我们正站在一种新的理解的开端,一种科学的觉醒,它描绘出一幅真正的 令人惊叹的画面 充满可能性的宇宙。

© 天文摄影师拍摄的真实照片 杰森·韦尔塔,经许可展示

解码命运:萨根与德雷克方程的黎明

德雷克方程——我们宏大的宇宙普查——曾经只是一个理论构想,其变量只是天文学知识暮色中的有根据的猜测。卡尔·萨根第一次见到德雷克,以及他著名的 方程 1961年,它构成了估算银河系中可交流文明数量的框架。当时还是年轻研究生的萨根终生致力于该方程式的乐观解读。

萨根的愿景与硅相遇:确定性取代了宇宙猜测

根据德雷克方程,萨根假设 1,000 到 1,000,000 交际的 银河系中的文明。卡尔·萨根是一位富有远见的科学家,他经常在自己的著作中引用德雷克方程,并经常使用1961年的原始估算值,以此来穿透宇宙迷雾。(但随着新数据的出现,他也更新了这些数字。)但如今,迷雾已经消散。数字革命,加上航天技术的爆炸式增长,带来了 探索黄金时代,将这些猜测转化为经验确定性。

系外行星爆炸:行星无处不在!

德雷克方程,版权所有 https://sciencenotes.org

想想这规模有多大。1992年,第一颗系外行星被发现。它就像宇宙牡蛎里的一颗珍珠。如今,不到三十年过去了,像开普勒和TESS这样的任务已经打开了探索的大门!我们已经统计了 近6,000个已确认的世界 (参考) 围绕遥远恒星运转的恒星——每一颗都可能是宇宙的边界。这些惊人的数据告诉我们一个深刻的道理:行星并非稀有之物,而是普遍现象。拥有行星的恒星比例(fp​)不再是乐观估计的50%,而是更接近100%!你看到的每颗在天上闪烁的恒星,都可能拥有自己的行星系统。

宇宙绿洲:数十亿宜居星球正在召唤

在这些星系中,潜在宜居星球的数量(ne​)远非统计上的小数字。仅我们自己的银河系,也就是我们称之为家园的雄伟恒星螺旋星系,目前估计就包含 300亿至500亿颗潜在宜居行星(参考)。乘以最新的、令人费解的估计 2万亿个星系 (参考) 在可观测的宇宙中,你看到的是数千亿个宇宙绿洲!

六亿亿颗行星:生命的银河系革命

300 亿到 500 亿颗潜在宜居行星乘以 2 万亿个星系,等于 600 亿到 1000万亿亿颗宜居行星也就是说,宇宙中存在着600千万亿到1千万亿颗潜在宜居行星。

这不仅仅是增加;这是 银河革命 在我们对生命起源的基本理解中 可以 出现。

超越家园:重新思考文明的寿命

但这里才是真正的可能性 爆炸 ——“L”因素,即一个文明释放可探测信号的时间长度。早期的计算通常假设文明与其母星紧密相连,容易受到小行星撞击、气候变化甚至自我毁灭的影响。这会导致“L”极短,可能只有几千年。但对于一个真正先进的文明,一个掌握恒星能量,甚至银河系资源的文明来说,仅仅停留在一个脆弱的星球上,就是一种 宇宙的愚蠢.

宇宙游牧民:银河殖民扩展“L”

单行星与多系统文明

弗兰克·德雷克的原始公式没有考虑到技术文明殖民其他行星或太阳系的能力。

但一旦另一个星球被殖民,生存的机会就会增加。因此,拥有太空航行能力的古老科技文明可能比萨根最初的设想要多得多。

对德雷克方程的普遍理解的批判:

L – 不仅仅是文明的寿命!而是文明释放简单可探测信号的时间跨度。 在转向扩频数字通信、卫星、有线和互联网之前,地球本身只释放了可探测的(无线电)信号 40 到 60 年。 现在我们在宇宙中几乎失去了无线电信号! 但因为我们的“L”平均只有50年,这并不意味着我们已经灭绝了!只是我们的通讯系统升级了。这也解释了为什么SETI的重点从无线电信号转向了生物特征和技术特征。

虽然德雷克方程在过去一千年里只是个有趣的推测练习,但按照它自己的标准,人类将不复存在,因为我们不再释放出大量的无线电泄漏。因此,德雷克方程在某种程度上已经过时了。如果地球文明是一个典型的科技文明,那么我们可以预期其他文明也会留下类似的“L”形足迹——大约五十年。这意味着天文学家几乎没有时间探测到它们的无线电信号。

一个拥有太空航行能力的文明,即使其航行速度只有 光速,仅用一小段时间就能殖民整个星系 5至50万年。在亿万年的宇宙时间尺度上,这只是一眨眼的功夫!

眨眼

殖民化就像一项宇宙保险政策,分散风险,延长文明的有效“寿命”,从几千年到 数百万年,甚至数十亿年这彻底改变了德雷克方程中的“N”,暗示着宇宙中古老而繁荣的文明数量远超我们的想象。我们谈论的是卡尔达肖夫I型、II型、III型甚至IV型文明的出现——这些文明能够驾驭其所在行星、恒星、星系,甚至整个宇宙的力量!

宇宙大寂静:费米悖论的解开

当然, 宇宙之谜 持续存在:费米悖论。如果宇宙中生命如此丰富,那么其他生命都去哪儿了?宇宙的寂静,那种诡异的宁静,催生了诸如“大过滤器”之类的理论——一个阻碍生命发展到高级阶段的瓶颈,要么存在于我们的过去(这让我们变得极其稀有),要么更不祥地存在于我们的未来(一个灾难性的宇宙减速带)。或许还有“稀有地球假说”,认为我们星球上适合复杂生命生存的特定条件极其独特。

高级生命的回声?抑或宇宙庇护所正在等待?

但即使是这些令人望而生畏的问题,如今也激发了另一种乐观。或许“大筛选”已经过去,让我们的存在更加辉煌。或许外星文明比我们先进得多(III-IV型),以至于它们的通讯能力远远超出了我们目前的理解能力,如同一曲我们缺乏乐器聆听的宇宙交响曲。

也许费米悖论的答案是另一个:庇护所假说——即将推出。

圣所假说

探索仍在继续:一个等待探索的宇宙

寻找外星文明已不再是一项边缘任务,而是一项探索终极宇宙图景的根本性“市场调研”计划。数据压倒性地支持着宇宙的丰富性。宇宙是一个宏大的实验室,是生命和智慧诞生的广阔舞台。随着我们不断揭开它的秘密,每一个新的发现都会放大…… 坚定的信念 我们并不孤单。最伟大的冒险才刚刚开始。

“数十亿”:征服宇宙的流行语

一个萨根:标志性的口号“数十亿,数十亿”,是由 喜剧演员约翰尼·卡森,谁主持 今晚展示卡森经常对萨根进行深情的戏仿,模仿他的声音和知识分子风度,在这些短剧中,他经常会打趣说“数十亿,数十亿!”

这句戏仿流传甚广,广受喜爱,以至于它成了大多数人与萨根联系在一起的短语,尽管他最初并没有这么说过。萨根本人也承认了卡森的这个幽默创意,甚至把他1997年死后出版的最后一本书命名为: 亿万与亿万:千禧之际的生死思考,开玩笑地接受了这句已经成为他广为流传的短语。
卡尔·萨根(《宇宙》)约翰尼·卡森的戏仿作品(1980)

百万到十亿转换器