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科學(xué)觀 半個(gè)世紀(jì)前,弗蘭克·德雷克(Fank Drake)提出了一種方式來(lái)計(jì)算與外星人建立聯(lián)系的可能性。他認(rèn)為以下的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行相乘:一年中銀河系形成多少顆恒星;形成的太陽(yáng)系中行星所占的比例;每個(gè)能夠支持生命存在的太陽(yáng)系中行星的平均數(shù)量;可能產(chǎn)生生物圈的星球所占比例;那些生物圈可以產(chǎn)生智能生物的比例;那些智能生物能夠?qū)⑿盘?hào)傳遞到空間的比例;以及這些智能生物可以保持發(fā)送信號(hào)的比例。 在美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)的會(huì)議上,德雷克博士反思了他自己對(duì)于外星人信號(hào)的研究。這任務(wù)很困難的原因之一在于射電望遠(yuǎn)鏡必須將觀測(cè)到的頻譜分成很細(xì)致的部分進(jìn)行研究,這過(guò)程就像在一輛汽車收音機(jī)上調(diào)節(jié)收音信號(hào)。另一個(gè)原因在于望遠(yuǎn)鏡能觀察到的范圍與它可以放大信號(hào)的程度之間存在此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。小的望遠(yuǎn)鏡能觀察到很廣的天空范圍但只能探測(cè)到強(qiáng)烈的信號(hào)。大的望遠(yuǎn)鏡可以探測(cè)到較弱的信號(hào)但只能集中在小范圍內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)。因此天文學(xué)家很難兼顧二者作出既細(xì)致又全面的觀察。 德雷克博士說(shuō)可能還存在另一個(gè)困難。盡管由于展布頻譜通訊使得雜散發(fā)射的可能性比過(guò)去小很多,從而也使得地球變得越來(lái)越安靜,但研究者傾向于尋找與現(xiàn)在人類制造的信號(hào)相似的信號(hào)。 展布頻譜通過(guò)將一條信息打散到很寬的頻譜范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)乖胍敉瑫r(shí)允許一次發(fā)送很多信息。但它也使得那些信號(hào)很難被竊聽到(這就是為什么展布頻譜技術(shù)受到軍人們的青睞)。如果技術(shù)先進(jìn)的外星人也達(dá)到了同樣的技術(shù)水平,也因此使用了展布頻譜,那么人類需要作出巨大的努力才能夠探測(cè)到他們的信號(hào)。因此,德雷克博士認(rèn)為,在文明的發(fā)展過(guò)程中只有一個(gè)很窄的時(shí)間窗口可以讓我們進(jìn)行窺視,正如地球上過(guò)去的50年,在那期間產(chǎn)生了大量的噪聲電磁信號(hào)。 然而,也很有可能某人正在積極地嘗試向地球發(fā)射信號(hào)。如果情況是這樣,波爾·霍羅威茨(他是來(lái)自哈佛大學(xué)的一位物理學(xué)家)認(rèn)為最好的方式是利用激光。 盡管無(wú)線電的威力在幾十年間沒什么改變,但激光的威力卻呈指數(shù)增長(zhǎng)。現(xiàn)在威力最大的激光即便在十億分之一秒的時(shí)間內(nèi)也可以發(fā)出比太陽(yáng)亮一萬(wàn)倍的光亮。如果外星人也取得了類似的進(jìn)步,而且將一束激光發(fā)射向地球所在的太陽(yáng)系,這樣一束簡(jiǎn)短的閃光在很多光年的距離內(nèi)都可以被探測(cè)到?;袅_威茨博士已經(jīng)建立起一套合適的探測(cè)器,而且由于這種儀器并沒有涉及到放大功能,它可以觀察到大片的天空。 德雷克等式中很多因素依然難以捉摸,因此仍然不可能預(yù)測(cè)現(xiàn)在的這些努力究竟有多少成功的可能性。但即便在50年后無(wú)果而終——如果德雷克博士和他的同事們眼中的渴望依然吸引人——那么這仍然是充滿樂趣的期待。 SETI組織的弗蘭克·德雷克認(rèn)為,數(shù)字時(shí)代割斷了地球與太空的視頻和無(wú)線電信號(hào)聯(lián)系,這可能使地面科學(xué)家尋找地外智慧生物的工作變得寸步難行。 在“外星生命探測(cè)及其科學(xué)和社會(huì)后果”大會(huì)上,德雷克博士做了專題發(fā)言。他認(rèn)為,目前地球周圍覆蓋著一層由電視、無(wú)線電和雷達(dá)發(fā)射出的50光年寬的“輻射殼”。這層信號(hào)組成的“殼”彰顯了地球的存在,就像對(duì)地外文明說(shuō)“我在這兒”。盡管這些信號(hào)的傳播距離足以抵達(dá)很多鄰近星系,但突飛猛進(jìn)的數(shù)字技術(shù)正使這些信號(hào)迅速消失。 老式電視信號(hào)發(fā)射臺(tái)功率可達(dá)100萬(wàn)瓦特,而衛(wèi)星信號(hào)功率只有約20瓦特。衛(wèi)星將其信號(hào)傳輸直指地球,幾乎不讓點(diǎn)滴信號(hào)逃向太空。而利用電纜防止信號(hào)泄露的效率更高。德雷克表示,目前“逃向”太空的輻射量約為兩瓦特,還比不上一部手機(jī)的輻射量。這種狀況如果持續(xù)下去,地球就將變成一個(gè)外星人發(fā)現(xiàn)不了的“隱身天體”,人類搜索外星人的工作難度也會(huì)更大。 德雷克認(rèn)為,任何現(xiàn)存的外星文明都可能比地球文明更先進(jìn)。對(duì)外星人來(lái)說(shuō),類似的電視時(shí)代可能早已時(shí)過(guò)境遷。雖然SETI的科學(xué)家花了半個(gè)世紀(jì)搜索眾多星球,也未能找到外星人的蛛絲馬跡,但德雷克堅(jiān)信地球以外存在智慧生命。 德雷克發(fā)明的用以計(jì)算找到外星人幾率的著名“德雷克方程式”表明,銀河系可能存在10000個(gè)可探測(cè)的文明。然而,這一龐大數(shù)字也只相當(dāng)于眾多星球的千萬(wàn)分之一。德雷克表示,他們不得不在1000萬(wàn)顆星星中反復(fù)搜索信號(hào),但目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有接近那個(gè)信號(hào)。外星人用以展現(xiàn)自己的技術(shù),可能是目前人類力所不及的。 外星人是怎樣展現(xiàn)自己的呢?德雷克有兩種猜測(cè):一種是將星球作為功能極強(qiáng)的透鏡,放大光和無(wú)線電信號(hào)。這種“引力透鏡”足以繪制出某個(gè)遙遠(yuǎn)星系中某個(gè)星球的地形。逆向看待這項(xiàng)技術(shù),利用透鏡做發(fā)射器而不是接收器,外星人就可以向整個(gè)銀河系發(fā)送大量強(qiáng)力信號(hào),大喊“我們就在這里”。這一點(diǎn)具有可行性,因?yàn)閻垡蛩固挂炎C明重力可以彎曲光線。不過(guò)目前人類尚無(wú)法掌握這種技術(shù)。 另一種通信方法,可能是使用超強(qiáng)脈沖激光器產(chǎn)生的“能超過(guò)星星亮度的閃光”,類似目前核聚變反應(yīng)堆使用的激光器。SETI已開始尋找這種信號(hào),不過(guò)目前尚無(wú)斬獲。德雷克說(shuō):“在廣袤的宇宙中,智慧生命無(wú)處不在,這一點(diǎn)我很有信心。不過(guò),找到智慧生命的難度究竟多大,還是個(gè)未知數(shù)?!?010年4月,美國(guó)得克薩斯州將召開太空生物學(xué)大會(huì),進(jìn)一步探討尋找外星生命新方法的問題。 宇宙文明方程 1961年產(chǎn)生了美國(guó)天文學(xué)家弗蘭克·德雷克著名的公式,用于估計(jì)銀河系中高度發(fā)達(dá)文明的數(shù)量,從此之后被稱為德雷克公式。它由6個(gè)因數(shù)組成,德雷克說(shuō)這 6個(gè)數(shù)相乘得出的便是具有生命的行星數(shù),這些生命在科學(xué)技術(shù)上可能與我們一樣發(fā)達(dá)或者比我們更發(fā)達(dá)。這6個(gè)因數(shù)是:①擁有行星的恒星數(shù)。②適合生命居住的行星數(shù)。③具有進(jìn)化生命可生存環(huán)境的行星數(shù)。④具有智慧生命進(jìn)化的行星數(shù)。⑤進(jìn)入星際交流的智慧生命文明數(shù)。⑥交流持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短。 1961年,年僅31歲的美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的天文學(xué)家弗蘭克·德雷克發(fā)明了一個(gè)估算外星文明數(shù)目的方程,這就是有名的“綠岸公式”: N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。這個(gè)公式看起來(lái)有點(diǎn)龐雜,它以一連串可能性的乘積來(lái)計(jì)算我們銀河系中可能存在多少個(gè)文明社會(huì)。 其中,N代表銀河系中的文明數(shù)量,它是幾個(gè)可以求出的未知數(shù)的乘積。R是每年在銀河系中誕生的恒星數(shù),fp是擁有行星的恒星比數(shù),ne是行星系中“類地”行星的平均數(shù),f1是類地行星中具有生命的行星比數(shù),fc是能夠進(jìn)行星際無(wú)線電通訊的智能生物比數(shù),L是通訊文明的平均壽命。德雷克運(yùn)用這個(gè)方程樂觀地推導(dǎo),銀河系中大約有1萬(wàn)個(gè)左右的先進(jìn)文明,或謂大約在 20000萬(wàn)個(gè)恒生中有一個(gè)先進(jìn)文明。其中最近的文明可能距離我們約1000光年遠(yuǎn)。其他許多天文學(xué)家、生物學(xué)家也試圖求解這個(gè)方程,但結(jié)果大相庭徑。因?yàn)檫@一方程涉及七個(gè)變量,一些變量已被確定,另一此變量則很難確定。因此實(shí)際上很難求出這個(gè)方程的精確解。 但這只是給出了一個(gè)合理猜想的方向。
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