银河系里有多少个文明,如何计算银河系中有多少个太阳系,又有多少个地球,地外文明的数量约为多少?

Question

银河系里有多少个文明,如何计算
银河系中有多少个太阳系,又有多少个地球,地外文明的数量约为多少?

Answer 1

德雷克公式（Drake equation,又称萨根公式（Sagan equation）或格林班克公式（Green Bank equation）),是由天文学家法兰克·德雷克（Frank Drake）于1960年代提出的一条用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”之公式.
公式：
N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL
　　意思为:
　　银河系内可能与我们通讯的文明数量=银河系内恒星数目×恒星有行星的比例×每个行星系中类地行星数目×有生命进化可居住行星比例×演化出高智生物的概率×高智生命能够进行通讯的概率×科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例.
　　其中：
　　N 代表银河系内可能与我们通讯的文明数量
　　Ng银河系内恒星数目
　　fp恒星有行星的比例
　　ne每个行星系中类地行星数目
　　fl有生命进化可居住行星比例
　　fi演化出高智生物的概率
　　fc高智生命能够进行通讯的概率
　　fL科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例
Ng——银河系内恒星数目
　　由于天文望远镜、射电望远镜……等对代表性天空恒星数目计数,可以较为准确估算整个银河系恒星数.另外伯克利开放平台的分布式计算,已经在为整个银河系三维结构建模（MilkyWay@home）,以及正在搜寻地外文明（SETI@home）,对无穷无尽的宇宙射电源进行分析,找出地外文明的信息.而使用的方法不是 超级计算机而是全世界 闲置的家用电脑,共同完成计算.（参与方式：参见中国分布式论坛）
　　目前估算银河系大约有4000亿个恒星,而宇宙中已发现了数十亿个河外星系与银河系相当.但是宇宙中的恒星远远不止于此（还有更多不可计数的未发现星系）!但是这数十亿个星系平均距离超过200万光年；这意味着,没有空间跳跃技术或是虫洞,或是时空之门,文明与文明的通信可能性为0.
fp恒星有行星的比例
　　一般来说恒星的形成都伴随行星的形成.但是天文观测表明银河系中超过50%都是双星系和多星系系统.这样恒星能否形成行星,理论学家无法确定,可能不会形成行星.不排除行星存在于多星系统中其中一个恒星的可居住带内,那样那颗行星上将会看到不止一个太阳.
　　目前已经发现300多个主序星都具有行星(2009年4月的数据是发现了346个太阳系以外的恒星周围的行星),随着观测技术的进步,对恒星数据长期积累越来越多将很有可能确定太阳系行星系统是否在银河系中常见.
　　一般认为fp小于0.5,在这里我们保守估计为0.1
ne每个行星系中类地行星数目
　　通过对太阳系CHZ(持续可居住带)宽度乐观估计,类似太阳的恒星都可能具有可居住行星,我们46亿年后CHZ宽度为0.4AU基本等于靠近太阳的4颗行星平均距离,这四颗恒星位于太阳0.4-1.5AU之间.因此太阳型的恒星很可能有一个行星位于CHZ.
　　保守估计这一概率为50%,但是这个持续可居住带的估算是以太阳光谱,所以只考虑光谱类型与太阳接近的恒星,适合数目概率为0.2.
　　0.5×0.2=0.1所以 ne保守值也取0.1
　　2009年3月NASA启动开普勒计划,开普勒望远镜瞄准银河系一个区域观测15万个恒星的亮度,准确度达到是十万分之一.以地球为例,经过时会挡住太阳光的万分之一,那么开普勒可以检测地球大小的行星,如果他们存在.而这些数据我们还要再等些年才能确定.
fl有生命进化可居住行星比例
　　对于生命起源是随机问题还是必然问题还无法确定.目前还未找到fl的估算方法,无法给fl赋值.