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“费米悖论”的最通俗解释!告诉你外星人到底在哪儿

2018-01-14 08:30 大数据实验室

本文来自公众号:超级数学建模

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任何一个人,在一个晴朗无月的晚上,在一个适合观星的地方,抬头望见满天星星,总是会心有所想:



有些人被星空的壮美所感动,有些人被宇宙的辽阔所震惊,还有人像笔者一样感到存在危机,然后脑洞大开一会儿。每个人都有自己的感受。而物理学家费米的感受是:


满天星星的夜空看起来非常壮观,但是我们只是在看看附近的地方罢了。在最适合观星的夜晚,我们可以看到大约 2500 个恒星,这大概是银河星里恒星数量的一亿分之一。这 2500 个恒星中的绝大多数都距离我们不到 1000 光年,大约是银河系直径的百分之一。所以我们看到的星空其实只是下图中的红圈那么大的地方罢了:


当讨论恒星和星系的时候,一个能挑逗几乎所有人类神经的问题,就是:“地球之外是否还有智能生命存在?”让我们用数字来讨论这个问题。

虽然银河系里面有 1000 亿 -4000 亿个恒星,但是在可观测的宇宙内有几乎同样数量的星系——对应每一个银河系的恒星,就有一个巨大无比的星系。也就是说,可观测宇宙内的恒星数量大概是在 10^22 到 10^24 之间,这个数字写出来是这样的:


据估计,地球上沙子的数量是 7.5x10^18 粒,也就是说:


科学界对于恒星中有多少是和太阳类似(大小、温度、光度)的还没有定论,通常的观点是 5%到 20%。我们采用最保守的估计(5%),以及对于恒星数量估值的下限(10^22),那么就是说有 5x10^20 个恒星是和太阳类似的。


而这些和太阳类似的恒星里有多少是拥有一个和地球类似 (允许液态水存在的温度条件来支持类似地球生命)的行星的呢?

这个科学界也没定论,有些观点认为这个比例高达 50%,也有比较保守的研究认为应该在 22%左右。结合前面采用的 5%类太阳恒星的假设,就是说宇宙中有至少 1%的恒星,拥有一个类似地球的行星,也就是说存在 10^20 个类似地球的行星。


也就是说


下次你去海边玩得时候要记住这个数据哟。

再往后推算,我们就只能瞎蒙了。

假设经过数十亿年的时间,这些类似地球的行星中,有 1%出现了生命。再假设,那些出现了生命的行星中,有 1%的行星上的生命的智能发展到了类似地球的程度。这就是说,可观测宇宙中存在一百万亿个智能文明。