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  • 德雷克方程式

    德雷克方程式(Drake equation),又称萨根公式(Sagan equation)、格林班克公式(Green Bank equation)或绿岸公式,由天文学家法兰克·德雷克于1960年代提出的一条用来推测“可能与人类接触的银河系内外星球高智文明的数量”之公式。

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    基本资料/德雷克方程式 编辑

    德雷克方程式德雷克方程式

    德雷克方程式为:N=R*×Fp×Ne×F1×Fi×Fc×L,由天文学家法兰克·德雷克于1960年代提出的一条用来推测“可能与人类接触的银河系内外星球高智文明的数量”之公式。

    德雷克方程式一共有七个变量。其中N是银河系中的文明数量,R*是每年银河系中诞生的恒星数,Fp是拥有行星恒星比率,Ne是行星系中的类地行星平均数,Fl是类地行星中具有生命的行星比率,Fi是演化出智能生命的比率,Fc是能够进行星际无线电通讯的智能生命比率,L是通讯文明的平均生命。

    德雷克方程式后来又被称为“绿岸公式”,是因为美国天体物理学家福兰克·德雷克在绿岸镇提出的,故而得名。

    科学研究/德雷克方程式 编辑

    法兰克·德雷克
    法兰克·德雷克
    根据该方程式,美国天文学家卡尔·萨根估计,银河系中存在的文明大概有100万个,德雷克本人的估计数是大约10万个。根据上述各项因素的估计值,可以算出,银河系中可能拥有高技术文明的天体是2484颗。[1]

    然而,每个要素目前都还没有具体的数值。代入的数值不同,结果也会大相径庭。假如银河系中一共有1000亿颗行星,其中具备生命诞生条件的占1/1000,然而这些星球中,只有1/100实际上诞生出了生命。这么算下来银河系中约有100万颗行星存在生命。然而,即使这100万颗行星上的生命体都已进化为我们人类这样高级的生命体,而且还掌握着与其他星球进行通信的技术,人类和外星人相遇的概率还是很低。

    从概率学上说,在银河系中,存在和人类一样有智慧的生命体的行星就有100万个。即使这100万颗行星均匀地分布在银河系中,其中距离最近的行星离地球也有500光年。这就是说,以光的速度行进,从地球要走500年才能到达该行星。此外,除了距离上的阻碍外,生命体的存在时间上也有差异。[2]

    公式改进/德雷克方程式 编辑

    预计在未来10年之内发现太阳系外的生命迹象。预计在未来10年之内发现太阳系外的生命迹象。
    1961年,法兰克·德雷克认为可以根据一个新的方程式计算外星文明数量,但是该公式中有一个变量在当时还不得而知,即系外恒星存在行星的可能性有多少。过去的二十年内,系外行星的发现报告很多,其中开普勒望远镜的发现占据了相当大的比例,该探测器自2009年发射后,已经发现130多个系外行星世界,等待确认的数量达到3000颗左右,显然系外行星在恒星周围是普遍存在的。

    对此,麻省理工学院的研究人员萨拉·西格认为对德雷克方程式进行修改的时机已经成熟。2013年,在马萨诸塞州举行的会议上,西格提出了该议案,并作了题为“后开普勒时代系外行星探索”的报告。虽然开普勒望远镜出现了故障,但是该探测器在4年时间内的观测数据库十分庞大,其中可能包含了恒星周围可居住带上岩质行星的信号。

    德雷克方程式一共有七个变量,分别为银河系内恒星形成速率、恒星周围存在行星的可能性、可居住带上存在岩质行星的概率、行星可演化出生命的概率、行星生命演化至高级文明的概率、外星高级文明可发展出星际通讯技术的概率、银河系内可能与我们发生联系的高级文明数量。

    开普勒望远镜的探测成果

    开普勒探测器的发现成果已经可以解读该公式中的两个变量,即行星世界存在概率与可居住带上岩质行星出现的可能性。为了进一步缩小范围,开普勒望远镜此前已经对天鹅座附近150,000颗恒星进行观测,试图寻找恒星出现的周期性亮度变化,发现行星凌日现象。

    通过这个方法,科学家可以发现行星存在的数量以及与主恒星之间的平均距离,在开普勒探测器发射之前,只有少数几颗行星被确认为是体积与地球相近的岩质行星,此类搜索方法适用于寻找体积较大的气态行星。

    定义红矮星


    萨拉·西格提出的改进德雷克方程主要定义域为红矮星,此类恒星比太阳要小,温度更低,如果它们周围存在类地行星是很容易被发现的。更重要的是,红矮星是银河系中最常见的恒星,科学家发现距离地球最近的可居住行星可能位于6.5光年之外的红矮星系统中。

    寻找宇宙生命的方法还可以从探测生命代谢产生的气体入手,通过更加细致的光谱分析可以发现这些行星的大气成分,如果探测到生物信号,那么也可以证明这些星球是可居住的。[3]

    其他应用:真爱概率/德雷克方程式 编辑

    2009年,英国沃里克大学教师彼得·巴克斯在最近发表的论文《为何我没有女朋友》中,利用“德雷克方程式”算出了找到适合人生伴侣的几率只有0.0000034%,也就是约28.5万分之一。

    巴克斯套用这一公式,以现年30岁单身汉巴克斯本人为例,他的择偶范围是年龄在24岁至34岁之间、居住在伦敦的单身女性。根据公式计算,全英国3000万名女性中只有26人可能成为他的女朋友。巴克斯在计算时还考虑了“公式”以外的3个因素:只有1/20的女性会对他有好感,只有一半女性是单身,他只能和其中的1/10相处融洽。[4]

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    参考资料
    [1]^引用日期:2009-12-25
    [2]^引用日期:2009-12-25
    [3]^引用日期:2013-05-28
    [4]^引用日期:2013-05-28

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