德雷克方程:数学公式如何帮助我们找到外星人

释放双眼,带上耳机,听听看~!

自人类文明开始以来,我们仰望星空,惊奇地惊奇。宇宙的浩瀚是早期人类所不知道的,但在近几十年和几个世纪里,我们开始意识到宇宙到底有多大。仅在我们的银河系中就有数千亿颗恒星,在可观测的宇宙中有数千亿个星系,一个正常的问题必然会出现……还有其他人在那里吗?

德雷克方程:数学公式如何帮助我们找到外星人

从阴谋论者和国王到现代天文学家和好莱坞制片人,这让每个人都着迷,但早在1961年,一个名叫弗兰克·德雷克(Frank Drake)的人就提出了一个方程,可以衡量与我们银河系中智能生命接触的可能性。这是德雷克方程的基本目标,虽然它几十年来一直受到激烈争论,但它仍然是估计这个永恒问题的答案的最简洁和最可信的方法之一:我们在宇宙中是孤独的吗?

德雷克方程

当弗兰克·德雷克(Frank Drake)第一次提出德雷克方程的想法时,他实际上是试图在”思想会议”中就寻找外星生命(SETI)进行对话。然而,他的方程的简单而包容的设计已成为传奇。在我们进入等式的细节之前,让我们用简单的术语来看看它。

德雷克方程:数学公式如何帮助我们找到外星人

德雷克方程式(图片来源:meletver / Fotolia)

所以,德雷克方程是:

德雷克方程的答案?

虽然这似乎是一个足够简单的等式,但问题不喜欢生成最终答案(N),而是确定应该包括哪些其他变量。前三个变量(平均恒星形成率,拥有行星的恒星以及支持这些行星上生命的潜力)相对容易确定。

R* – 通过观察我们自己附近的星系邻居和恒星形成的残余气体云,我们可以安全地计算出目前恒星形成的速度目前每年约为7颗恒星。这个数字在过去要大得多,但在21世纪,这是一个安全的赌注。

 

德雷克方程:数学公式如何帮助我们找到外星人

猎户座大星云,我们最近的恒星苗圃之一(图片来源:peresanz / Fotolia)

fp – 那些有行星的恒星的比例通常被认为是1,因为许多现代天文学家认为每颗恒星都有能力保留轨道上的行星,这使得没有行星的恒星成为例外,而不是规则。然而,其他一些数字显示这个数字只有0.4(10颗恒星中有4颗将拥有行星)。这是变量的显着差异开始的地方,但它变得更加强烈。

ne 可以支持这些恒星周围生命的行星数量主要来自我们自己的太阳系,地球绝对是宜居的,但我们尚未确定其他各种卫星和行星的可居住性。因此,在德雷克方程的大多数计算中,该数字的范围从0.5到2。

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这些是容易的…关于最后4个变量的争论要多得多,因为其中大部分是基于信念的推测,而不是科学事实或直接可观察的经验。

fl 确实产生生命的行星的比例引起了激烈的争论,无法直接测试,因为我们还没有去过其他被探测到”生命物质”的系外行星。我们知道生命可以发展,但不是它是否会发展。有人说生命是不可避免的,使这个变量等于1,而另一些人则说它是1/100,甚至更小!

fi – 同样有生命发展出智能生命的行星的比例也有待争夺。许多人认为智能生命是不可避免的,以地球为例(人类从所有其他形式的生命进化而来,最终变得聪明),而批评者说这是十亿分之一的机会,因为在这个星球的历史上有数亿个非智能物种。

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fc – 发送通信信号的智能文明中,有一部分表明一种高度技术进化的文化,渴望与星星接触。这在很大程度上也可能是推测,但德雷克估计了1/100,尽管其他人说,如果有足够的时间,这是100%的机会。

L – 最后,我们得出信号产生的时间长度。例如,也许一个文明在1000万年前崛起,广播了信号,但在它能够与我们建立联系之前就摧毁了自己。这是最灵活的变量,从几百年到几十亿年(有些人认为,最终,一个文明将发现如何永久生存,这意味着信号传输时间将是巨大的。

 

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也许他们只是得到了一个繁忙的信号(图片来源:Alexander Pokusay / Fotolia)

现在……在1961年,德雷克用一个相当简单的值范围进行了估计,并提出了两个值,最小值和最大值。

我们银河系中可能的交流文明的最低估计是20个,而最大值大约是50,000,000个。弗兰克·德雷克(Frank Drake)本人认为,这个数字在1000到10000000000之间。

虽然关于外星生命的争论永远不会得到解决,直到我们真正找到一些,但我们已经提高了计算等式中变量的能力。不幸的是,这在缩小可能的范围方面并没有起到多大作用。事实上,我们的精度只是扩大了范围,目前的估计范围从2到280,000,000。

我们必须记住,德雷克方程的最初目的不是确定我们银河系中交流的智能文明的准确数量;这是为了激发这一领域的思考,并希望引导人们研究变量并扩大他们的研究范围。为此,弗兰克·德雷克(Frank Drake)非常成功。随着每一次进入宇宙的冒险,我们都会更接近于寻找生命(或者没有),但是那里有数千亿颗恒星,我们可能永远不会知道确切的数字。然而,就外星生命而言,我会把它留给福克斯·穆德。

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