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2013-11-01網民一起探索宇宙 527 期

Author 作者 曾耀寰/任職中研院天文所。

天文三大吸睛的亮點:大霹靂、黑洞和外星人,尤其是外星人,歷久不衰,但也最容易誤導科學。只有單純地問:到底有沒有外星人來到地球,可將這議題給看小了,這樣的疑問只能當作好萊塢科幻電影的題材,對人類科學進展沒有太大的幫助。

尋找外星文明的公式

外星人所引發的天文議題是全面性的,從生命起源、到星球起源都可以值得大書一番,例如在無生物環境當中,如何自行發展出有機的生命物質,這問題在地球上都還沒有解答,更遑論到外太空找外星人。不過我們還是可以對這個問題做一些簡單的估計,就像估計在凱達格蘭大道上可以站立多少名抗議人士,我們也可以估計銀河系內有多少高等文明。美國電波天文學家德瑞克(Frank Derek)曾在1961 年提出在銀河內發現高等文明的公式,這一公式並不代表找到外星人的證據,主要目的是用一個科學的方法討論這個問題。

我們可以用一個日常的例子來瞭解德瑞克公式。假設我想要知道台北市有多少家餐館是我喜歡的,最直接的方式就是踏遍台北市區,一家一家嘗試。但我也可以用較為科學的方式估計,先從台北市有多少家餐館開始,餐館總數乘上我喜歡的比例,得到的就是估計的結果。例如我喜歡中式餐館,可能的比例是50%,若是台式料理,佔中式餐館的比例可能是50%,其他如餐廳交通位置、餐廳裝潢、廚師手藝、服務品質、衛生程度等等條件,夯不啷噹地乘在一起就是我偏好的餐廳數量。同樣的方式,在找尋銀河內的高等文明時,首先要知道恆星數量,然後是這些恆星擁有行星的比例、每顆恆星的平均行星數量(我們相信高等文明是發展在行星上)、類似地球的行星比例、適合產生生命、生命能夠維持、能夠發展出高等文明等等的比例,最後得到的就是高等文明數量的估計值。

除了估計外,天文學家還可以主動出擊,對外太空發射電波訊號 [註一] ,或利用太空船攜帶地球簡介手冊 [註二] ,希望能有外星人收到訊息,並回覆我們,就像海邊撿到的瓶中信。但仔細評估,這種方式有點天真,天文學家估計離我們最近的恆星約4 光年,先不論訊號是否可以準確地射中星球,光是發射電波訊號,來回就要8 年的時間,銀河盤面的大小約十萬光年,也不考慮電波訊號的強度隨著傳播距離的平方成反比,光是傳播的時間就要等個天荒地老。因此,天文學家只得採用守株待兔的方式,利用電波望遠鏡接收外太空的訊號,期望收到外星人給我們的瓶中信。……【更多內容請閱讀科學月刊第527期】

註一:1974 年阿雷西波電波望遠鏡將一份訊息以電波的方式朝向球狀星團M13 發射, 稱為阿雷西波訊息(Arecibo message),該訊息包括二進位的數字、DNA 所含的五種化學元素、核苷酸、雙螺旋、人類資料、人類所在的星球、發射此訊號的望遠鏡等。M13 離我們2 萬5000 光年,若M13 內有高等文明,預計在五萬年後可以收到對方的回覆。

註二:1977 年美國航海家太空船攜帶一張12 吋鍍金唱片,上頭記載了地球上的影像和聲音,包括大自然的海浪、風聲、雷電和動物聲,以及人類56 種不同語言的祝賀語,名為航海家金唱片(Voyager Golden Record)。航海家並沒有朝向特定目標,但估計在四萬年後,會接近到葛利斯445 恆星周圍1.6 光年範圍內。