從概率論角度出發來說,地球是全銀河系或全宇宙中唯一的智慧文明的概率有多大?

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宇宙中能夠象地球一樣,有產生跟人一樣的星球,這個概率應該是零吧。水、陽光、空氣和適合溫度,這些生命形成的必要條件,只能是在地球上同時存在。


無所謂213478592


隨著天文學的發展,人類逐漸認識到宇宙的浩渺。同時也產生了一個疑問——宇宙中還有其他智慧文明嗎?地球文明是銀河系或整個宇宙中唯一的智慧文明的概率有多大?

關於這個問題,先來簡單瞭解一下銀河系和宇宙。在半徑至少5萬光年的銀河系中,存在至少1000億顆恆星,並且行星的數量與恆星相當,甚至更多。在半徑為465億光年的可觀測宇宙中,存在至少2000億個星系。因此,宇宙中的行星總數非常龐大。那麼,這些行星上有多少存在生命和文明呢?

在上個世紀60年代,天文學家德雷克提出了著名的德雷克公式,用於估計銀河系中有多少個智慧文明。

在這個公式中,考慮到了恆星形成速率、處在宜居帶中的恆星數量、行星上孕育出生命的可能性、低級生命演化為智慧生命的可能性,等等一系列因素。

根據參數選擇的不同,銀河系中包含的智慧文明數量至少有20個,最多可能有1億個。也就是說,我們在銀河系中不是孤獨的,外星文明還有待我們去發現。

另據估計,地球文明是銀河系中唯一文明的概率只有600億分之一,而地球文明是宇宙中唯一文明的概率更是低至1億億億分之一。

這就會引發另一個問題:既然宇宙中大概率存在其他智慧生命,那麼,他們都在哪裡?

考慮到宇宙誕生至今已有138億年,銀河系的年齡也超過130億年,現代人類出現在地球上才20萬年,如果宇宙中的其他行星上出現智慧生命的時間比地球早了幾百萬年,那麼,這些文明應該已經發展到非常先進的程度,他們完全有能力與我們進行接觸。然而,宇宙卻看似靜悄悄的,我們從未發現和接觸過外星文明。這就是懸而未解的費米悖論。

對此,存在幾種解釋。根據“大過濾器”理論,宇宙中的文明可能很難發展到十分先進的程度,總有一些東西會限制文明的發展。或者先進文明不願意搭理地球文明,因為我們現在的太空科技還處於初級階段。還有一種悲觀的理論認為,地球文明可能在宇宙中是唯一的存在。

不過,更多的天文學家傾向於認為,宇宙中有地外生命和地外文明,只是我們還沒有發現而已。但隨著天文觀測技術的發展,找到他們應該只是時間的問題。


火星一號


答:從概率上說,這種可能性幾乎為零,宇宙實在太廣袤了,在宇宙中不可能只有地球上產生了智慧文明。

根據人類目前對宇宙的觀測數據,有如下幾個事實:

1、宇宙有138億年的歷史;

2、以地球為中心的可觀測宇宙,直徑高達930億光年;

3、銀河系直徑有20萬光年;

4、銀河系中有近2000億顆恆星;

5、幾乎每顆恆星周圍,都存在至少一顆行星;

6、在我們可觀測宇宙中,很有可能超過1萬億個星系。

人類在地球上不過出現了幾百萬年,這對宇宙來說就是一瞬間,由於光速限制,人類能直接接觸到的範圍是很有限的,宇宙的廣袤遠超人類的想象。

比如下圖的銀河系,每一個像素當中,都存在數顆恆星,我們太陽只是其中很普通的一顆。

下圖是仙女星系和銀河系,兩個星系之間的距離有254萬光年,夜空中我們抬頭看到的仙女星系,是她254萬年前的樣子。

下圖是室女座超新星團,其中每一個亮點,都是一個龐大的星系,每個星系當中有上千億顆恆星。

下圖當中,每一個亮點,都是一個星系團或者星系群,它們組成了連綿不斷的“星際長城”。

下圖是宇宙大尺度上的網狀結構,每一個節點處,都是數不清的星系。

而我們的可觀測宇宙,可能只是實際宇宙當中的一小部分而已。

在上世紀,天文學家德雷克提出一個公式,估計銀河系中至少存在十萬個智慧文明:

以此計算的話,光在我們可觀測宇宙當中,就存在數十億億個智慧文明,這是非常驚人的估計值。肯定有人要說了,為何人類現在為止還沒發現外星人?

其中可能的原因有很多,比如人類的科學文明才發展了300多年,這對宇宙138億年來說就是一瞬間,人類目前的科學技術,還達不到和外星文明聯絡的高度,比如光速極限,就是人類現階段無法跨越的屏障,如果人類無法突破光速,將永遠被限制在可觀測宇宙之內。


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到現在,人類並未發現任何外星人的蹤跡,宇宙中存不存在其它智慧文明僅僅是一個猜測。其中之一,宇宙那麼大,存在其它智慧文明的概率應該很高,只是我們未曾發現。但另一個猜想也很有意思,大家可以思考一下,似乎很有道理:

全宇宙存在另一個智慧文明的概率非常低,其概率分母是一個天文數字。

1,人類的出現的概率非常低,需要很多種(天文極數量)條件並且有效組合,人類的出現就是偶然中的偶然中的偶然,其概率就像宇宙中了大獎,這個概率的分母可能比宇宙原子數還要大,儘管宇宙很大,但乘以這個概率仍然不值一提,更何況要中兩次大獎。

2,即便出現智慧文明,但在人類有生之年同時出現併產生交集的概率也非常低。畢竟宇宙有百億年壽命,人類才幾十萬年。

3,宇宙中沒有“同時”,如果我們看到上百億億光年外有智慧文明,那也是上百億年之前的事情,那時宇宙產生不久,能有智慧文明嗎?過了百億年,他們仍然存在嗎?

4,一個文明如何能多過上百億次的滅頂之災生存並延續,這需要運氣的,這種運氣需要連續中百億次大獎。行星的撞擊,恆星的氦閃,超新星爆炸,伽馬γ射線爆,這還不算行星上的氣候變化,火山地震,環境惡化等等。像人類這樣好命的概率得有多小,而且人類才短短几十萬年,對於宇宙時間來說就是一納秒而已。


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一葉一世界。

世界上沒有相同的兩片葉子。

兩片葉子之間的空間,就是宇宙。

我是唯一的。

我家是唯一的。

我國是唯一的。

我的地球是唯一的。

我的宇宙是唯一的。

另一個宇宙有似我的生命,但不是我。

對我來說,他是他,我是我。

這個宇宙,人類是唯一的。


共論矛盾


地球上的人類文明絕對不會是宇宙中唯一的智慧文明。有的人可能說我們都探尋了這麼久,在外星球上連細菌微生物都沒有發現,那麼其他行星上生命存在的概率很低。這樣的說法有一個誤區,雖然很多國家都在航天領域加大投入,又上月球又要登陸火星。但說實話我們瞭解的依然很少。



人類的太空探索不到六十年,甚至連太陽系內的一些天體都沒有徹底探測清楚,就拿土星的衛星土衛六泰坦、木星的衛星木衛二歐羅巴來說,這兩顆衛星是太陽系內除了地球之外最可能存在生命的星球,但目前為止我們對於這兩顆星球依然知之甚少。我們知道土衛六上有大氣層,有甲烷湖,知道木衛二上冰封萬里之下是液態海洋。

地球的年齡大約是46億年,而銀河系的年齡大約是126億年,而宇宙的年齡是138.2億年,從時間上來說足夠生命的崛起和文明的誕生。銀河系直徑大約20萬光年,含有2000多億顆恆星,很多恆星周圍都有繞其公轉的行星。人類目前已經在銀河系內發現了數千顆系外行星,其中有一部分是處在宜居帶內的超級地球。

就在最近NASA宣佈Tess巡天望遠鏡已經在距離我們31光年之外,發現了一個恆星系,在這個恆星系中有三顆行星其中一顆處在宜居帶邊緣。這就是可能存在生命的地方,當然按照很多人的想法,即使不宜居也可能存在生命、存在文明,只是生命的形式不一樣而已。
雖然生命的誕生文明的出現是偶然的,有一定幾率的,但是當基數足夠大的時候,結果貌似就成了必然事件。而地外生命、地外文明的存在就是必然事件。


科學黑洞


從人類慢慢的瞭解宇宙之後,便發現我們在宇宙為何如此的獨孤,於是就產生了一個疑問,在地球之外是否還存在其他智慧文明?

從上世紀開始,科學家就在宇宙中不斷的尋找外星文明證據,時至今日也沒有任何的發現。那麼從概率的角度出發宇宙中到底有沒有智慧文明?

首先我們要了解宇宙與銀河系的大小

銀河系是一個直徑長達10-18萬光年距離的巨大恆星聚集地,和我們太陽一樣的恆星大約最少有2000億顆,每個恆星之中也最少有1顆行星。

而目前我們已知的宇宙範圍大約有930億光年,根據哈勃望遠鏡拍攝的深空宇宙圖像發現,在已知宇宙範圍內最少有2000億個星系,最多可能上萬億。因此在整個宇宙中只有地球有智慧文明幾乎沒人相信,概率也可以說是0。


在1960年,一位來自美國的天文學家就提出一個關於智慧文明概率的公式,叫德雷克公式:N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL也就是通過銀河系內恆星的數量X恆星中有行星的比例X有類地行星的數量X能夠演化出生命的比例X進化出智慧文明的概率X智慧文明通訊的概率X智慧文明在行星生命週期的時間比例,來計算整個銀河系中有多少智慧文明。

所以如果我們在銀河系中取最小值,也必然存在智慧文明,而每個星系中就算只有一個,智慧文明的數量也是可怕的。

那麼為什麼人類至今還沒有發現智慧文明呢?

光速的限制,我們知道光速是物質運動的極限速度,每秒可達30萬千米,雖然這個速度可以一秒繞地球7.5圈,但是對於宇宙的大尺度來說光速簡直太慢了,就算飛行到距離我們最近的恆星比鄰星也需要4.22光年,如果智慧文明在幾萬光年之外發射過信號,我們更本無法接受到,因為人類科技文明誕生才上百年的時間。而我們的無限電信號範圍也僅僅有一百多光年的球體範圍。

大過濾器,大過濾器是一種阻礙生命演化的事件,比如一顆星球誕生了生命,但是由於某種原因生命還沒有進化出文明之前就導致毀滅了。而進化出有智慧文明的星球也可能由於核戰爭、病毒或者小行星撞擊等重多因素,導致文明無法一直延續下去。所以我們至今還沒有發現外星文明。

但是話說回來,地球肯定不是宇宙中唯一的智慧文明,只是目前還沒有發現而已。或許當我們仰望浩瀚的星空,注視著某一片宇宙深空時,可能有一個智慧文明也在仰望著你!


宇宙探索未解之迷


宇宙是無窮的,恆星也是天窮的,從蓋率上看有生命條件的星球也應無窮!


如斯塗鴉


從概率來講,宇宙不應該只有地球有智慧。如此廣袤的宇宙空間,一定在某個角落裡面存在著地外文明。



既然地球存在文明,那就說明宇宙中有生命的概率一定不會為0。就好比一件事情,如果它發生了一次,只要時間範圍足夠長,它一定會發生第二次,即便發生這件事情的概率足夠小。比如拋硬幣,雖然立著的概率很小,但只要次數足夠多,總會有幾次是立著的。同樣,地球上孕育了智慧生命,但地球周圍很多光年都沒有生命,只能夠說宇宙中存在生命的概率很低。很低並不代表不會發生,只要宇宙足夠大,總會有別的星球,和地球一樣擁有智慧生命。恰好,宇宙剛好是足夠大的,大的我們無法想象,所以,除地球外,應該還會有其它智慧生命。



此外,人類真正的文明開始也才不久,文明還處於發展階段,我們對於太空的認識和探索還很淺薄。人們目前飛行最遠的航天橋旅行者一號,也才飛出太陽系範圍。所以,很多可能會存在生命的區域和星球,我們都無法進行精密的探測。即便一些距離我們較遠的星球上存在生命,人類也無法探測出來。所以說,地外生命可能普遍存在,只是我們的科技太過於落後,無法發現他們而已。



總之,地外生命肯定存在,就在某個角落。


科學探秘頻道


從概率論角度出發來說,地球是全銀河系或全宇宙中唯一的智慧文明的概率有多大?

在這個問題中會遇到持有極端觀點的兩種人,一種是認為只有地球上有文明,而另一種則認為到處都有文明,比如說月球背面有外星人,還有火星人,金星人甚至木星人,當然隨著時代進步木星人已經沒有人說了,但金星和和火星相信的朋友仍然不少,我們不向任何一方靠攏,科學的討論下宇宙中存在文明的可能!

太陽系附近的銀河系地圖

一、我們宇宙中有多少恆星?

這是一個可大可小的話題,假如我們簡單的估算一下,按銀河系大約有1000億-4000億顆恆星,而整個宇宙大約有2萬億個星系,那麼簡單的按下限計算下,大約有2×10^23顆恆星,當然可能有很多星系沒有銀河系大,但也有很多星系比銀河系更大,因此這個數量多個零與少個零都存在可能,不過這似乎無傷大雅,因為這數字實在太龐大了!

從太陽系到可觀測宇宙,我們探測器所能觸及到的範圍可能只是太平洋中的一顆水分子而已,外面有多大,甚至難以估計!

二、有多少恆星是宜居的?

當然這個問題似乎有些毛病,但事實上並不是這樣,恆星太大輻射太強,還短命,太小宜居帶太近,恆星活動太劇烈又會毀滅生命,而且搞不好還會潮汐鎖定,因此一顆不大不小的恆星是有必要的!那麼哪些恆星比較適合生命演化呢?最佳的恆星光譜範圍是在K5-F0之間,那麼這些恆星大約有多少呢?

由上圖可知,K類型為8%,G類型為3%,F類型為2%,合計總共約13%的恆星比較適合生命發展

那麼還有2.6×10^22顆恆星存在宜居環境的可能!

三、星系的宜居帶

對於一個星系來說,並不是所有的恆星都是宜居的,比如在銀河系核球處,恆星密度太高,輻射太強,因此生命在這樣的區域不太可能誕生的!

銀河系的核球處聚集了大量的恆星,其總質量大約佔到了整個銀河系的5%,加上外圍恆星重元素比較少,不太容易形成宜居行星,綜合估計銀河系大約可能剩下60%-70%的恆星可能是宜居,那麼這個數量會下降到:1.56×10^22顆恆星存在宜居環境的可能

四、這些恆星中有多少存在行星?

其實這是一個難以估計的數字,比如距離太陽系的比鄰星有一顆行星,巴納德星也有一顆星星,但天狼星沒有行星,天倉五有數顆行星,瓦肯星也有數顆行星,按20%-30%的恆星擁有自己的行星算,那麼大約有3.2×10^21顆恆星擁有自己的行星!

天倉五的宜居帶,比太陽系宜居帶稍小,但也差得非常有限,而且天倉五還是一顆活動非常穩定的恆星,比太陽都要安穩,簡直就是五好家長!

五、那麼有多少比例的行星可能宜居呢?

準確的說我們是在沒有相關資料證明其宜居,但不妨採納開普勒望遠鏡搜索到的比例來計算下潛在的宜居行星!

開普了在最初的一年中搜索到了大約1200顆系外行星,其中有54顆位於母星的宜居帶內,從理論上來看,這些行星都是潛在的生命行星,但我們必須指出的是火星也在太陽系宜居帶內,而金星則在熱邊緣,極端條件下評估也可能是宜居的!那麼按這個4.5%的比例計算,整個宇宙大約有:2.6×10^19顆行星處在母星的宜居帶內!

六、有多少顆行星會擁有像地球那樣的條件?

太陽系2.5顆宜居帶內的行星有一顆地球,25%?我們不妨將這個條件定在嚴苛一些,不如1%%,那麼將會有1.6×10^15顆像地球那樣的行星!大約是一百六十萬億顆行星擁有像地球一樣的條件!每個星系大約能分到80顆,也就是說銀河系內至少有80個和地球一樣條件的行星

七、有多少行星上誕生出來了生命

這個沒有任何數據可供參考,但仔細考慮下有一百六十萬億顆宜居行星,難道就只有一顆地球上誕生出了生命?這個比例是在有些不可思議,在概率中這樣的可能是要被忽略的!我們相信,只要假以時日,這些行星都可能誕生出生命,但卻有一個不可忽略的前提,即可我們發展道路上碰到的障礙!

可能這才是真正的問題所在,誕生生命並不難,但發展到高度智慧階段可能會有比較多的障礙,但生命總是很頑強的,比如地質史上的五次生命大滅絕,但生命最終挺過來了,而且還發展到了行星際文明,或者0.75級行星文明,能以多快的速度往前走是一個問題,但我們相信宇宙中與我們類似或者比我們更高級的文明多如牛毛,唯一的障礙是如何去發現!


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