我们来算算太阳系里有多少外星飞船( 二 )


先驱者号和旅行者号都携带了信息 , 留给可能有一天会发现它们的外星“打捞队”阅读 。新视野号则携带了一些人工制品,比如一枚美国佛罗里达州和马里兰州的25美分硬币——这肯定会让外星人一头雾水 。(外星人看着乔治·华盛顿的半身像,大概会发出这样的疑问:“他们是一种光头虫脚的智慧生物吗?”)

我们来算算太阳系里有多少外星飞船

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卡尔·萨根手里拿着的,是一张寄给外星人的明信片——先驱者号探测器上携带的名牌,上面标明了我们人类的形象,以及我们所处的方位
不过,所有正在兴起的文明不都应该是这么做的吗?所以,银河系里难道不应该塞满“外星太空垃圾”吗?
这是个有趣的思想实验,我们称之为“银河系内外星制品估算实验” 。那么看好了,我们接下来就要做这个实验,而且打算做点算术题了 。相信我们,那么做是值得的 。
首先,我们还是把文明的平均长度设定为10000年,而银河系的年龄,根据现在最新的估计,大约为126亿年 。
好玩的地方到了 。我们假设,正在银河系中“漂流”的外星造品,大部分都是由早已退出宇宙舞台(直白点说就是灭绝了)的文明发射的 。要知道,就算是最优秀的太空文明,也难免会有遭遇末日的一天 。
因此 , 我们感兴趣的 , 不仅是此时此刻仍然活跃的文明 , 还有曾在星际舞台上一展过身手的文明 。
我们不妨把T1,也就是银河系中出现第一个文明的时间 , 设定为大约100亿年前 。这样 , 到目前为止曾经存在过的文明数量Ce,应该为100亿年/10000年×270 = 270,000,000个 。
我们地球人在50多年的太空时代里,发射了5艘飞出太阳系的航天器 。我们假设发射速率R大致等于每10年发射1个航天器(算上助推火箭的话是每5年1个) 。我们可以得到航天器总数S1 = Ce×T1×R 。
也就是说:特定文明在其存在时间里将会发射大约10000/5 = 2000个航天器,乘以270,000,000个文明,便可得出——有540,000,000,000个或者说5.4×1011个或者说5400亿个外星制品正在银河系中“漂流” 。
我们来算算太阳系里有多少外星飞船

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记录了地球上多种声音和图像的镀金唱盘,目前已经随旅行者1号探测器,驶入了星际空间
听起来真不少,不是吗?但是 , 银河系是个很大的地方 。
那么,离我们最近的外星制品会有多远呢?这是个简单的体积与密度问题 。
我们把银河系看作圆柱体 , 算算它的体积是多大 。银河系的半径大约是50000光年,厚度大约是1000光年 。
现在代入公式计算银河系的体积:
V = pi(3.1416) × (500002) × 1000
结果是7.854×1012立方光年 。我们这个星系的体积差不多有8万亿立方光年!
用已经废弃的外星飞船数量除以银河系体积,我们可以得到:
每立方光年的外星飞船有540000000000/8000000000= 67.5 个 。
听来振奋人心,不过……
1光年等于63240个天文单位,而1个天文单位才是我们地球到太阳的平均距离 。换算一下体积,1立方光年相当于25291558022400立方天文单位 。
所以,以地球到太阳的距离为边划出一个立方体空间,其中恰好有一艘废弃外星飞船在游荡的概率,只有67.5/25291558022400 = 2.67×10-12,区区万亿分之几而已 。
奥尔特云是太阳系最外侧的物质云 , 据称是太阳系众多彗星的家园 。它的内缘估计在4000天文单位以外,如果以此为界,可以算出的太阳系体积约为2.01亿立方天文单位 。外星制品飘进我们太阳系的概率小于千分之一 。