• 周六. 1月 29th, 2022

千亿娱乐平台:你是否憧憬过外星人?如果有,快来看看它们存在的可能性有多大吧

  1961年,著名的天文学家和天体物理学家法兰克·德雷克(Frank Drake)制定了一个方程式,用于估算银河系在任意特定时刻的外星文明的数量。这个公式被称为“德雷克方程式”(Drake Equation),它是一个概率论证,旨在为地外文明探索(SETI)建立一些背景。显然,这个公式是理论性的,其中的大多数变量仍然没有得到很好的限制。

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  例如,如今尽管天文学家们可以自信地谈论新恒星的形成速度以及拥有系外行星的恒星的可能数量,但是他们无法说出其中有多少行星有可能支持生命的存在。幸运的是,最近哥伦比亚大学的大卫·基平(David Kipping)教授进行了一项统计学分析,结果表明,充满生命的宇宙是“最受青睐的选择”。

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  Kipping是哥伦比亚大学天文学系的助理教授,也是系外行星和卫星的研究员。同时,他还是哥伦比亚酷世界实验室(Cool Worlds Lab)的负责人,该小组致力于探测和分析可能适合居住的系外行星。他的一篇名为“一项对生命早期开始和人类晚期到来的客观的贝叶斯分析”的最新研究成果发表在《美国国家科学院院刊》上。

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  德雷克方程式,是描述在宇宙中发现生命或先进文明的概率的数学公式。图片[u1] 来源:罗切斯特大学。为了研究的目的,Kipping教授考虑了地球上生命的年表,从最早的微生物的迹象到复杂的生物体(如人类)的出现。之后,他提出了一个问题:如果此年表一次又一次地向前和向后运行,生命(以及智慧生命的启动)多久会重新出现一次。最终,他找到了四个可能的答案:

  1. 生命是普遍存在的,并且通常会进行智力的发展

  2. 生命是很罕见的现象,但是普遍会发展其智力

  3. 生命是普遍存在的,但是极少能发展其智力

  4. 生命是很罕见的,并且其智力发展的机会也很少

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  吉平教授用贝叶斯算法技术,对四种可能进行了统计分析和权衡比较。贝叶斯算法可以根据我们对以往发生的事件的认知,对未知事件进行推测。吉平教授向哥伦比亚新闻透露:

  “贝叶斯算法的结果告诉我们,生命产生过程保留下来的任何一点点原始的可能性,都经过了过层层选择。有一个很重要的结论是,计算常见的生命形式产生的可能性,要比计算稀有的生命形式产生的可能性,难度上要多九倍……这种分析就像下注一样。它本质上是一个正反馈循环,不断地用更新的证据一遍遍的推算,以帮助我们估计事件可能性。”

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  (插图:约350万年前,我们的猿人先祖走在星团光芒的照耀下。图片来源:NASA, ESA, G. Cecil (UNC, Chapel Hill), and J. DePasquale (STScI))

  与之相反的是,人类已知最早的生命证据,是在海底硅石矿床中发现的细菌化石。基于对碳-13衰变的测定,这些矿床在地球海洋形成之后仅仅3亿年就形成了。也就是说,地球生命出现在距今35亿年前,即地球形成后大约10亿年。这在地质年代的尺度上,是相当快的。

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  基于这一点,吉平教授认为,在气候条件和进化时间线与地球类似行星上,自发出现的生命的机率非常高——至少为3倍于地球甚至可能更高。与此同时,行星诞生后进化的越久、生命形式越复杂,产生的几率就越小。吉平说:“如果重新推演地球的过去,生命出现的机率其实不是很大……人类生命在行星演化过程中如此迅速的出现,又能如此成熟的进化,这无疑是非常偶然的。这项研究可以帮助我们把这种偶然性进行量化。”

  例如,当地球上出现海洋后,过了几亿年,单细胞生物形成,而真核细胞生物和多细胞生物又多花了15亿到20亿年的时间才出现。在此期间,寒武纪延续了数十亿年光阴(约5.41亿年前),地球上的生物出现了多样化的特征。

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  一项新研究表明,生命或许能够常常存在,但很少能达到衍生出智慧的水平。 制作由:美国国家航空航天局 那么,复杂特殊的外星生命拥有智慧的可能性有多大呢?根据Kipping教授的研究,这个几率仅仅是3:2,也就是说很少会有那样的生命。当然这还是建立在人类迟迟出现于进化史上、受庇于地球宜居环境的前提下,这说明这进化不易而且充满变数。

  Kipping教授研究的表面价值在于告诉我们,当宇宙中有许多生命时,复杂程度的生命是十分稀少的。然而,他也指出这项研究中出现的比率并不是绝对的(接近于50:50),而这些发现也应该被看成是一种精确的假设,而不是结论。

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  他这样认为:”这项分析并非十分肯定、能够保证的,只是一些在地球上发生过事情在数据上的可能性。但是,令人振奋的是,这项研究认为宇宙是充满生命的,因此对于地球以外生命的探索依然值得进行下去。”

  这项研究像德雷克公式那样子,为思考提供素材而不是确凿的证据,它也表明,从数据上来讲,外星生命应该是非常普遍的。尽管智慧生命可能要更稀有一点,数量上还是很可观的。唉,除非我们能用新一代望远镜或星际探测器去观测其他星系,否则是不会知道更多的。

  作者:

  FY:Astronomical volunteer team

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