多元宇宙中存在其他智慧生命吗？

周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏

周三 · 太空探索|周四 · 观测指南

周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 视频天象

原作：EarthSky Voices

翻译：李思绮

编排：赵书晨

后台：李子琦

原文链接：https://earthsky.org/space/estimating-the-odds-for-intelligent-life-in-the-multiverse/

这张哈勃太空望远镜的图像捕捉到了金牛座的一个三星系统。一个天文学家研究小组最近研究了不同密度的暗能量如何影响类似恒星的形成，以及这如何影响宇宙中智慧生命的几率。图片来源：皇家天文学会/欧空局/G. Duchene（格勒诺布尔大学）。

图片处理： Gladys Kober（美国国家航空航天局/美国天主教大学）。

儿童节快乐

据我们的了解，宇宙中的智慧生命需要恒星的存在。

恒星是由物质的团块形成的。这种结构的形成是因为宇宙中的暗能量使宇宙膨胀得更快，以平衡引力向内的拉力。

一项新的研究发现，在所有可能的平行宇宙中，我们的宇宙甚至可能不是最适合形成生命的宇宙。

估算智慧生命出现的几率

天文学家现在利用一个新的理论模型估算出了我们的宇宙--以及宇宙之外的任何假想宇宙--中出现智慧生命的几率，这个模型与著名的德雷克方程（Drake Equation, 美国天文学家弗兰克-德雷克在 20 世纪 60 年代提出的公式，用来计算银河系中可探测到的外星文明的数量）有异曲同工之妙。

60 多年过去了，由杜伦大学领导的天体物理学家们提出了一个不同的模型，该模型侧重于宇宙加速膨胀和恒星形成数量所创造的条件。

人们认为这种膨胀是由一种叫做暗能量的神秘力量驱动的，这种力量占宇宙的 2/3 以上。

《英国皇家天文学会月刊》于 2024 年 11 月 13 日发表了这项研究。

计算结果如何？

恒星是我们所知的生命出现的先决条件。因此，这个模型可以用来估算在我们的宇宙中，以及在假设的不同宇宙的多元宇宙场景中产生智慧生命的概率。

新研究并不试图计算宇宙中观测者（即智慧生命）的绝对数量，而是研究一个随机选择的观察者居住在具有特定属性的宇宙中的相对概率。

研究得出的结论是，一个普通的观察者所经历的暗能量密度要比我们在自己的宇宙中所看到的大得多。这表明，我们的宇宙所具有的特性使它成为多元宇宙中一个罕见和不寻常的案例。

这种方法计算了在整个宇宙历史中，不同暗能量密度下普通物质转化为恒星的比例。

该模型预测，在恒星形成效率最高的宇宙中，这一比例约为27%，而在我们的宇宙中，这一比例仅为23%。

这意味着我们并没有生活在形成智慧生命形式几率最高的假设宇宙中。或者换句话说，根据模型，我们在宇宙中观测到的暗能量密度值并不是最大化生命存在机会的值。

暗能量对我们生存的影响

杜伦大学宇宙学研究所的首席研究员丹尼尔-索里尼（Daniele Sorini）说：

了解暗能量及其对我们宇宙的影响是宇宙学和基础物理学面临的最大挑战之一。

支配我们宇宙的参数，包括暗能量的密度，可以解释我们自身的存在。

但令人惊讶的是，我们发现即使暗能量密度明显更高，也仍然可以有生命存在，这表明我们可能并不是生活在最有可能生命存在的宇宙中。

新模型可以让科学家们了解不同密度的暗能量对宇宙结构形成的影响，以及生命在宇宙中发展的条件。

暗能量在智慧生命中的作用

暗能量使宇宙膨胀得更快，平衡了万有引力的拉力，创造了一个既能膨胀又能形成结构的宇宙。

然而，要发展生命，就有物质可以聚集在一起形成恒星和行星，而且需要保持稳定数十亿年，才能让生命进化。

至关重要的是，这项研究表明，恒星形成的物理和宇宙大尺度结构的演变以一种微妙的方式结合在一起，决定了产生智慧生命所需的暗能量密度的最佳值。

这项研究的合著者、日内瓦大学的卢卡斯-隆布里瑟（Lucas Lombriser）补充说：

令人兴奋的将是如何运用这个模型来探索生命在不同宇宙中的出现，看看我们对自己宇宙的一些基本问题是否必须重新解释。

不同暗能量密度值下宇宙同一区域的恒星数量。顺时针方向，从左上开始：没有暗能量、暗能量密度与我们宇宙中的暗能量密度相同、暗能量密度是我们宇宙中暗能量密度的 30 倍、暗能量密度是我们宇宙中暗能量密度的 10 倍。这些图像由一套宇宙学模型模拟生成。

图片来自 Oscar Veenema/ 英国皇家天文学会 (CC BY 4.0)。

德雷克方程解释

德雷克方程更像是科学家如何寻找生命的指南，而不是一个估算工具或确定准确结果的严肃尝试。

它的参数包括银河系每年恒星形成的速度、有行星围绕其运行的恒星比例以及可能支持生命的世界数量。

相比之下，新模型将宇宙中恒星的年形成率与宇宙的基本要素（如上述暗能量密度）联系起来。

德雷克方程，宇宙中发现生命或高级文明概率的数学公式，由罗切斯特大学的两名研究人员于 2016 年修订。图片来自皇家天文学会/罗切斯特大学（CC BY 4.0）。

简而言之：一个天文学家研究小组最近研究了在各种可能的宇宙中，不同密度的暗能量会如何影响智慧生命的出现。研究发现，我们甚至可能没有生活在最适合形成生命的宇宙中。

责任编辑：陈玮菁

牧夫新媒体编辑部

谢谢阅读

『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号：astronomycn

冥王星的夜晚
影像提供: NASA, Johns Hopkins Univ./APL, Southwest Research Institute