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新理论声称人类「可能」是我们银河系中唯一的智慧生命

2024-07-09科学

你有没有仰望夜空,想知道人类是不是这个浩瀚宇宙中唯一的智慧生命?闪烁的星星、遥远的星系和我们头顶的广阔空间唤起了一种神秘和敬畏的感觉。

几个世纪以来,这个问题一直困扰着人类,驱使科学家、哲学家和梦想家探索宇宙,并寻求我们最深刻问题之一的答案。

在我们的 银河系 中,地球之外有什么?有没有其他形式的生命,有着同样的好奇心和好奇心?

智能生命需要什么?

新的研究使我们更接近于理解为什么我们缺乏先进外星文明的证据。

德克萨斯大学达拉斯 分校的地球科学家Robert Stern博士和苏黎世 瑞士联邦理工学院 的Taras Gerya博士领导了这项研究。

斯特恩说:「生命在地球上已经存在了大约40亿年,但像动物这样的复杂生物直到大约6亿年前才出现,也就是现代板块构造开始后不久。「板块构造确实启动了进化机器,我们认为我们理解了为什么。

了解德雷克方程

在1960年代,寻找 外星智慧 的先驱弗兰克·德雷克(Frank Drake)博士开发了一个方程式来估计我们银河系中能够进行通信的智能文明的数量。

N = R* x f p x n e x f l x f i x f c x L

N: 银河系中可探测到电磁辐射(无线电波等)的文明数量。

R*: 每年形成的恒星数量。

f p :具有行星系统的恒星的比例。

n e :每个太阳系中具有适合生命生存环境的行星数量。

f l :实际出现生命的合适行星的比例。

f i :智慧生命出现的有生命的行星的比例。

f c :开发出一种技术,可以产生可检测的存在迹象的文明的比例。

L :这种文明产生这种迹象的平均时间(年)。

上面的方程被称为德雷克方程。现在在学术界和科学界都很有名,它考虑了恒星形成的速度和拥有生命支持行星的恒星的比例等变量。

尽管有乐观的预测,但我们仍然没有与外星文明接触。这个谜团被称为费米悖论。它以核物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)博士的名字命名,问道:「每个人都在哪里?

智能生活的前提条件

斯特恩博士和格里亚博士认为,德雷克方程可能忽略了大洋和大陆在培育智慧生命方面所起的重要作用。

根据他们的研究,活跃的交流文明(ACCs)不仅需要稳定的环境,还需要塑造和维持其星球表面的长期地质过程。

具体来说,他们认为板块构造,即行星外壳缓慢而强大的运动,对于 复杂生命形式的 进化至关重要。

解构板块构造

盘子不仅仅是晚餐。在地球科学领域, 板块构造 是指地壳和上地幔,它们被分割成碎片,在地质时间尺度上移动得非常缓慢。

把大陆想象成巨大的木筏,漂浮和碰撞,导致山脉上升,海洋形成。

「行星具有不破碎的外部固体外壳更为常见,这被称为单盖构造,」斯特恩说。

「但板块构造在推动先进生命形式的出现方面比单盖构造更有效。

如果没有这样的动态过程,生命可能很难超越简单的 微生物形式

翻新德雷克方程式

在他们的研究中,Stern 和 Gerya 建议改进 Drake 方程因子 fi。这个因素代表了智慧生命出现的有生命的行星的比例。

他们认为,应该考虑在这些行星上超过5亿年的 大洋 、大陆和板块构造的必要性。

斯特恩说:「在最初的表述中,这个因素被认为是接近1或100% - 也就是说,所有有生命的行星上的进化都会向前发展,并有足够的时间变成一个智能文明。「我们的观点是:这不是真的。

简单地说,并不是每个有生命的星球都一定会发展出智慧文明。他们认为,该因素应考虑重要大陆、海洋和长寿命板块构造的存在。

这种调整可能会极大地改变我们对先进文明可能出现的行星数量的估计。

智能生命和银河系条件

他们修改后的公式大大缩小了系外行星的潜在比例,这些系外行星具有高级生命的最佳条件。

根据斯特恩的说法,具有足够水和延长板块构造的 系外行星 的比例可能比以前认为的要小得多。

有多小?好吧,他们估计水量的值范围从0.0002到0.01不等,在持久的板块构造持续时间内小于0.17。

「当我们将这些因素相乘时,我们得到的f i 非常小,在0.003%到0.2%之间,而不是100%,」斯特恩说。

「这解释了我们银河系中智能生命发展的有利行星条件的极端罕见性,并解决了费米悖论。

这些数字意味着智能生命出现的必要条件极为罕见。

我们在宇宙中的角色可能只是非凡的运气。斯特恩的研究表明,诞生像我们这样的智能生命形式所需的地理和地质因素的完美结合,与其说是普遍的规则,不如说是一种罕见的宇宙大奖。

这种理解有可能解决费米悖论,解释为什么尽管宇宙中有大量的恒星和 行星 ,但我们没有遇到其他先进的文明。

在银河系中寻找智慧生命

美国宇航局已经确认仅在银河系中就有 5000多颗系外行星 ,但目前,我们还没有能力探测这些外星世界的板块构造。

尽管存在这种局限性,包括德克萨斯大学达拉斯分校行星猎人Kaloyan Penev博士在内的科学家们仍在继续不懈地追求 宜居行星

斯特恩和格里亚的发现可能只是为他们的搜索提供了新的曙光,为识别可能拥有高级生命的行星提供了新的参数和考虑因素。

「生物地球化学认为,固体地球,特别是板块构造,加速了物种的进化,」斯特恩说。

「像我们这样的研究是有用的,因为它们激发了对更大奥秘的广泛思考,并提供了一个例子,说明我们如何将我们对地球系统的知识应用于有关我们宇宙的有趣问题。

扩展我们对宇宙的理解

这项研究提醒我们,我们还需要了解宇宙。它鼓励我们超越地球思考,思考我们星球的地质系统如何提供对宇宙奥秘的见解。#图文夏日征集令#

地球的历史,包括构造运动、火山喷发和大气变化,反映了遥远星球上可能发生的过程。

通过研究我们的星球,我们了解了生命的潜力和其他行星的运作方式。

下次你看星星时,请记住,每颗星星都可能有自己的世界,充满了故事要讲。

想象一下各种可能性:拥有独特景观、气候甚至生命形式的行星与我们不同。宇宙浩瀚无垠,充满奇迹。

我们了解它的旅程才刚刚开始。随着我们了解的越来越多,我们发现了更多的问题,并发现宇宙比我们想象的更复杂、更美丽。

完整的研究发表在【 科学 报告 】杂志上。