《费米悖论》:宇宙那么大,外星人真的存在吗?

物理学界四大神兽:芝诺的乌龟、拉普拉斯妖、麦克斯韦的精灵与薛定谔的猫齐登场。
这是【十大悖论】第 10 篇文章

你相信这个世界上有外星人吗?或者说,你认为这个宇宙中除了我们地球之外,还有没有其他星球上有生命?

这牵扯出了费米悖论,费米是一个伟大的物理学家,是原子能之父,他在1950年提出了这个悖论,简而言之就是:

如果生命并不特别,那么其他外星生命究竟在哪里?

如果生命非常特别,那么为什么宇宙微调得如此恰到好处,让生命只出现在地球上?

原子能之父费米:一颗原子弹的诞生

这个悖论也可以简单理解成,宇宙这么大,没有外星人简直是极小概率事件,可是,如果有外星人,为什么到现在我们没有任何证据呢?

先不要急着回答,我们先来看一下这个宇宙中星体的数量。

宇宙的历史如此漫长,幅员如此辽阔,光是银河系就有数千亿颗恒星之多,其中许多恒星拥有各自的行星系统。言下之意就是,在整个宇宙中,像地球这样的行星多到数不胜数,我们似乎没有理由相信生命是如此地特别,只诞生于地球。

第一个寻找地外生命的天学家是弗兰克·德雷克,在研究的过程中,他提出了一个方程式:

N = R*×fp ×ne ×fl ×fi ×fc ×L

其中,R*代表银河系中每年新星形成的平均数目(德雷克假设这个数值是每年10颗)。下一个fp 代表这些恒星拥有行星系统的比例(0.5);ne是每个太阳系拥有适合生命环境的行星数量(2);fl、 fi、 fc 则分别代表这些行星上真的出现生命的比例(1)、孕育生命的行星中出现智慧生命的比例(0.5)、这些文明的科技发展到能向外层空间发送信号的比例(1)。最后, L 则代表这些文明持续向宇宙发送可侦测信号的时间长度(1万年)。将这7个数字相乘之后,德雷克得出N = 50,000的答案。

尽管德雷克预估的数值比较乐观,但就算对这个数值打个折扣,结果也依旧令人兴奋。可是,问题来了,如果外星人存在的概率并非小到可以忽略不计,那么为什么一点外星人的迹象都没有呢?

自从人类开始探测外太空以来,寻找外星人的信号一直都是一项重大的项目,无数科学家以及天文学家借助各种仪器,将眼睛和耳朵伸向了宇宙,这么多年过去了,他们什么都没有看到,什么也没有听到,这不奇怪吗?

据估计,银河系中至少有500亿颗行星,其中至少有1% (也就是5亿颗)落在适居带。另外一种方法则估计这种适合居住的类地行星总共高达20亿颗以上,其中的3万颗距离地球1000光年以内。

这些研究与探索都表明了,像地球这样温度适中,不冷不热,且有液态水的环境并非罕见,而是随处可见。那么,有没有可能,问题出在生命本身?

这就要回到生命的起源了。

一般认为,地球上第一个生命是单细胞的原核生物,出现在距今35亿年前。这些生物很可能是由原生体演化而来的,原生体是被一层膜包住的有机分子集合体,具有繁衍与代谢的能力,而这正是生命的两个关键特征。

地球上的生命,是一场偶然吗?

芝加哥大学的史坦利·米勒和哈罗德·尤瑞在1953年进行了一项著名的实验,试图解答这个问题。他们想看看是否能在试管中由基本成分创造出生命。他们将水与三种气体混合,分别是氨、甲烷和氢,认为这种组合与地球早期的大气成分相符,并加热使其汽化。接着他们透过两个电极产生火花,模拟地球大气层中的闪电,再将蒸汽冷凝。经过一个星期不断重复这个过程后,他们发现有机化合物开始形成,包括对生命不可或缺的氨基酸在内,它们在活体细胞中会依特定顺序组成蛋白质。但完整的复杂蛋白质在实验中并未出现,也没有发现另一种生命的关键成分核酸(例如DNA和RNA)。

结果令人非常失望,半个多世纪过去了,科学家却尚未创造出人造生命。这也就是说,在早期的地球环境中,第一个生命的诞生,真的只是一场偶然。

不过,事到如今,还不能这么武断地下结论,至少在这样的环境中,生命诞生过一次,否则我们也不可能站在这里讲述生命的起源。

还有一个问题,生命都来源于同一个祖先吗?

科学家在加州莫诺湖中发现了一类微生物“GFAJ-1菌株”。莫诺湖约形成于100万年前,而且非常神奇的是,莫诺湖的环境非常特殊,它非常咸,咸度是海洋的两三倍,含有氯化物、碳酸盐和硫酸盐,具强碱性,pH值是10。

更奇特的是,湖水中砷的含量出奇地高,砷是一种对其他所有生命具有毒性的元素。我们知道地球上的生命有各种不同的元素,但DNA本身仅由五种成分构成:碳,氢,氮,氧和磷。问题在于,它们是否能被其他化学性质相似的元素所取代。砷在元素周期表中位于磷的下方,具有相似的原子结构。研究人员知道,GFAJ-1对砷有耐受性,他们也知道莫诺湖中磷的含量很少。于是他们把它放在富含砷的养分中培养,结果它继续成长,即便养分中的磷完全被移除。细胞复制时需要建立新DNA 的原始素材,在缺乏五种关键成分之一的情况下,这些生物是如何活下来的?

经过多年的研究之后,科学家发现,GFAJ-1事实上将其DNA结构中的磷换成了砷。

生命可能在我们所意想不到的情况下诞生,繁衍。就像之前很多人说的,外星生命一定是“碳基生命”吗?也有可能是硅基生命,就像机器人一样。

也许,在寻找外星人的道路上,我们依旧路途遥远。毕竟,我们进入信息时代也才刚刚一百年,尽管我们在这一百年里,探索到了更久远的宇宙历史。但是,在宇宙的尺度下,这毕竟只是沧海一粟。也许,在未来的某一天,我们会发现地外生命,可能它们还没有发展出智慧,还在深海里面游动,也许,它们的科技水品已经远超过我们人类,到了那时,他们会攻击我们,奴隶我们吗?

宇宙这么大,地球并不特殊,或者说,在宇宙的尺度下,地球是一个资源匮乏且贫瘠的星球,外星人可能都不会正眼看我们。当我们送上地球人诚挚的问候时,在外星人看来,可能就像是你在微信上收到了两个字:在吗?

此时此刻,你只有一个想法,这人好烦!

亦有可能,智慧生命已经自我毁灭了,核战争、生化战争、气候极速变化以及各类小行星等,这些对于生命来讲都是灭顶之灾,稍不留神,一个按钮下去,一个星球上的智慧生命就这么被自己毁灭了。如果真是如此,那对于我们人类来讲,其实是一个警惕。

当然,你也可以选择相信,外星人其实已经造访了我们地球,只不过因为一些我们不可知的原因,外星人不愿意暴露自己,他们或许帮助人类修建了金字塔,也许还借助黑科技隐身进入了你家中,偷看你洗澡。

也有可能,外星人就在我们身边,只不过,他们潜藏在人群之中,他们不愿暴露自己,为的是研究地球人的文化和习俗,而后悄然离开。

如果是这样的话,我会倒吸一口凉气,不过我可以告诉你们,余襄子不是外星人,他是一个纯种的地球人,那么,你们呢?

外星人,如果你看到了这篇文章,记得联系我!

如果哪一天公众号不更新了,那么很可能,我被外星人绑去做实验了。(求下手轻点T.T)

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