最大的存在谜团之一——也是最难回答的——是地球是否是这个宇宙中唯一在黑暗中承载着智慧生命的蜡烛的人。
根据我们的观察,我们似乎是独一无二的。但我们没有在银河系其他地方探测到外星文明的光芒有很多可能的原因,也有很多因素可能会影响它是否出现。
半个多世纪前,这些变量被组装成一个称为,让科学家们摆弄和思考。
但德雷克方程中缺少一个变量,由英国杜伦大学物理学家 Daniele Sorini 领导的团队将其作为一项新计算的基础:暗能量对宇宙中恒星形成速率的影响。
“了解暗能量及其对宇宙的影响是宇宙学和基础物理学中最大的挑战之一,”索里尼解释道。 “控制我们宇宙的参数,包括暗能量的密度,可以解释我们自己的存在。”
暗能量是一种未知的力量,会导致宇宙加速膨胀。虽然我们不知道什么它是由什么组成的,我们可以告诉有多少:宇宙物质能量的大约 71.4% 是暗能量。
另外 24% 是暗物质;只有剩下的 4.6% 是正常的重子物质,所有恒星、行星、黑洞、尘埃、人类以及理论上我们可以看到和触摸到的所有其他东西都是由这些物质构成的。
我们对生命的假设之一是它需要一颗恒星。也许不会,但在远离炽热能源的身体上出现生命的可能性对于德雷克方程来说没有帮助。
因此,假设生命需要一颗恒星,了解像我们这样的宇宙中恒星形成的速度可以告诉我们在其中找到生命的机会。
恒星由尘埃和气体云形成,这些尘埃和气体云塌陷成致密的团块,这些团块反过来又积累了如此多的质量,其核心的密度和热量引发了核聚变。暗能量的向外拉力影响其发生的速度。它抵消了向内的引力,否则宇宙中的所有物质可能会凝结成过于密集的团块,无法形成恒星。
研究人员计算了模型宇宙中不同暗能量密度的物质转化率,以确定恒星形成的最有效速率。他们发现,当宇宙中 27% 的物质转化为恒星时,效率最高。
有趣的是,这不是我们生活的宇宙。我们的宇宙的转换率为 23%。这并不是我们第一次发现人类并非在地球上出现的证据,这可能增加了宇宙其他地方出现智慧生命的可能性。
“出奇,”索里尼 说,“我们发现,即使暗能量密度明显更高,仍然可以与生命相容,这表明我们可能不会生活在最有可能的宇宙中。”
还有许多其他因素可能会影响智慧生命出现的机会。恒星形成的速度只是其中之一。其他包括拥有行星的恒星的数量;以及具有宜居条件的行星的数量。还有一些我们不知道的变量,比如生命的组成部分是如何传递并组合成一个不断发展的系统的。
但每一项研究都提供了见解,有一天,这些见解可能会让我们看到比现在更大的图景。反过来,这将帮助我们缩小如何以及在哪里它们可能散布在我们银河系的各个角落。
“这将是令人兴奋的,”理论物理学家卢卡斯·隆布里瑟说瑞士日内瓦大学的博士说,“利用该模型来探索不同宇宙中生命的出现,看看我们是否必须重新解释我们对自己的宇宙提出的一些基本问题。”
该研究发表于英国皇家天文学会月刊。