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第四节 探索银河系

在太阳系寻找失败后,人们把目光放在太阳系所处的银河系。银河系已经存在100亿至150亿年,对我们来说它非常巨大,直径有10万光年的距离,其中包括恒星、气体和尘埃。银河系内的恒星有一千亿到两千亿颗,其中有数十亿颗同太阳的情况相似。人们推测与太阳相似的恒星中至少有几千万颗是存在绕行的行星的,这些行星里可能有几百万颗满足生命存在的条件,所以可能有几万颗行星孕育出了生命,我们保守地说太阳系中至少有几百颗行星有智慧生命的存在,他们很有可能和我们一样或者比我们的社会文明程度更高。

有这样一个猜测,在银河系经过的约150亿年中,如果存在有文明程度很高的星球,他们掌握了星际航行技术和星际通信技术,那么他们应该在5000万到1亿年的时间里占领整个银河系,就像科幻小说里说的那样进行星际殖民。然而现实中人们没有发现存在这样的天体和文明,并且我们所在的星球也没有确切的迹象表明地外文明曾经到过这里。由于距离太过遥远,人们在寻找太阳系之外恒星是否存在围绕其旋转的行星的过程中困难重重。天文学家在很早之前就找到了有效的理论方法:通过观察恒星是否存在摆动现象来判断其附近是否存在伴星。但问题是人类现有技术

还不够成熟、不够可靠,所以观测的结果难以让人信服。相比于观测恒星摆动这种间接寻找行星的方法,人们更愿意相信“眼见为实”,即通过设备直接去“看”行星存不存在。第一颗红外天文卫星IRAS于1983年升空,它探索到了织女星(当然是一颗恒星)四周存在不少固体块,从温度来判断,它应该处于与太阳系形成早期相同的阶段。这些固体块将会发展成行星,如果条件适宜,生命和文明也许会出现。

“著名”的绿岸公式

美国西弗吉尼亚州在1991年11月举办了一次学术讨论会,主办单位是绿岸镇附近的国立射电天文台。会上,天体物理学家德雷克第一次尝试对探索地外智慧生命做定量分析。这就是后来被称为“绿岸公式”的著名方程。

德雷克提出的“绿岸公式”是这样的:N=R×ne×fp×fl×fi×fe×L。公式中,N是等式右边7个数的乘积,表示银河系中可观测到的技术文明星球数。R是每年平均诞生的恒星颗数,即银河系中类似太阳的恒星形成率(通常认为只有像太阳这样的恒星才有可能孕育出智慧生命)。ne是在可能携带行星的恒星中,其生态环境适合生命存在的行星的平均颗数。fp是指那些光度恒稳、能长时间照耀、满足形成智慧生命演化所需条

件的恒星(即“好太阳”)颗数。fl是已经出现生命的行星在可能存在生命的行星中所占的份额。fi表示已经有智慧生命的行星的颗数,因为低级生命演化到智慧生命的概率毕竟很小。fe是在这些已有智慧生命的行星中,已经达到先进文明的高级智慧生命的行星(能进行星际电磁波联络)的份额。L表示具有高级技术文明世界的平均寿命,因为只有持续发展很长时间的文明星球才有可能进行星际互访。以乘积形式表示的“绿岸公式”中,一部分因子是不能确切定量的。如R这样的因子可以取近似值,而L这样的因子只能主观猜测了。因此有的学者认为,如果不算L,剩余因子的乘积就是银河系中可检测文明的产率,也就是说在银河系中有40万~5000万个高级技术文明星球。美国著名科普作家阿西莫夫也提出过类似“绿岸公式”的公式,在他的估算中,银河系中可能存在53万个文明星球。

“奥兹玛”计划

美国射电天文学家德雷克于20世纪60年代初率领团队监听地球之外的无线电信号,希望听到地外文明发出的信息。1960年4月11日,该计划在美国国家射电天文台(前文提过的绿岸镇附近)正式开始实施,并被命名为“奥兹玛”计划。“奥兹”是古代神话中一个无人到达过

的地方,那里极其遥远,但是人人向往,因为那儿有一位叫“奥兹玛”的公主。“奥兹玛”计划就代表着要努力探索浩瀚宇宙中的文明世界,聆听地外文明的声音。我们知道氢元素几乎是宇宙中存在最多的元素了,所以先进的地外文明应该对氢元素非常熟悉,他们必定也掌握了氢元素的种种特性,对于氢原子的波长应该是所有智慧生物共同知晓的。所以“奥兹玛”计划实施过程中所使用的26米口径的射电望远镜接收波长设定为0.21厘米,也就是氢原子的波长。射电望远镜的第一个监听目标是鲸鱼座τ星,它是一颗与太阳相似的恒星,距离地球11.9光年。一段时间后,他们并未发现任何有价值的信息。于是波江座ε星成为新的目标,射电望远镜接收到了一个很强的无线电信号,每秒脉冲数为8个,第一次收到信号的十天后,他们又接收到了同样的信号。但是德雷克和他的团队判断这个信号不是智慧生物所发出的。接下来的两个多月中,他们一直在苦苦搜寻,但是没有获得任何成果。虽然以失败告终,但是“奥兹玛”计划帮助人类在探索地外文明的路上迈出了坚定的一步。德雷克教授曾说,寻找地外文明是个

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