1962年美国天文学家弗兰克·德雷克提出的德雷克方程,曾让大家热烈讨论银河系里可能有多少外星文明。这个方程把恒星形成的速度、行星的分布还有生命演化的概率这些因素凑在一起,试着算一下宇宙里能找到多少智慧生物。可惜这个经典模型没算进暗能量这种东西,它占了宇宙总能量的68%,本来大家以为它就安安静静待在那儿,谁知道它正悄悄地改变了我们对生命诞生条件的看法。 最近瑞士和英国联合做了个研究,给这个老话题带来了新发现。他们把暗能量密度和恒星形成效率联系起来算了算,用包含10万种参数的模拟模型发现:要是暗能量密度比现在大十倍,星系就不好形成了,概率会直接掉90%。这就给德雷克方程的核心观点——恒星是生命诞生必须的条件——套上了新的物理限制。 这个研究是用人择原理来分析的,思路跟1987年拿诺贝尔奖的史蒂文·温伯格的工作很像。温伯格以前说过,要是暗能量太多,宇宙膨胀得太快就聚不起物质来造恒星。现在这个团队用量子计算的方法也证实了这点:在多元宇宙假设下,只有0.5%的宇宙里暗能量没那么大,这种环境里诞生智慧生命的概率是其他地方的三百倍。 第一作者达尼埃莱·索里尼博士在采访时说:“我们不是非要证明多元宇宙真的有,而是想用极端参数模型来看看人类的存在到底怎么筛选了宇宙的基本参数。”他们画的那张图很明显:把暗能量密度降到现在的十分之一,银河系级别的星系出现的概率能提升5个数量级。 这个发现给德雷克方程带来两方面的影响:一方面是可以往方程里加个新参数叫暗能量密度;另一方面是它也把原来那些参数之间的联系给暴露出来了。比如那个拥有行星的恒星比例(德雷克方程第二项),可能是由暗能量来控制的——在暗能量多的地方,造行星系统需要的原始星云更容易被宇宙膨胀给扯散。 虽然现在的技术还没法直接去测量别的宇宙里的暗能量密度,但团队提出的“智慧观测者密度”这个概念倒是给宇宙学带来了新思路。模拟结果显示,99.5%的宇宙因为暗能量太多没法造出稳定的恒星系统;不过这类宇宙占总数的比例高达99.999%。这就有点奇怪了,暗示咱们所处的这个宇宙可能刚好卡在“生命友好区”的边缘上。 索里尼的团队接下来打算把研究范围扩大到暗物质的分布上,看看宇宙大尺度结构是怎么影响生命演化的路径的。他们开发的量子模拟算法已经公开源代码了,谁都可以拿去验证一下。 这项突破性工作不光让我们重新认识了宇宙生命诞生的条件,也给寻找地外文明提供了全新的物理学视角。