探索外星生物LifeOutThereHKUSTPhysics课件.ppt

1、 探索外星生物探索外星生物“Life Out There”BorisDepartment of Physics 物理學系內容內容銀河系內有幾個智慧生物民族銀河系內有幾個智慧生物民族太陽系內哪些星體可以繁衍生命太陽系內哪些星體可以繁衍生命人類現在做了和得到了甚麼人類現在做了和得到了甚麼銀河系銀河系 我們現在單單放眼於銀河系我們現在單單放眼於銀河系 直徑十萬光年直徑十萬光年,二千億顆恆星二千億顆恆星,誕生至今約誕生至今約130 億年億年太陽系位置太陽系位置3SETI Search for Extra-Terrestrial Intelligence 搜搜尋尋外太空智慧外太空智慧 收集外太空訊號收集

2、外太空訊號 發放訊號發放訊號(微波微波/光波光波)NASA 美國太空總署美國太空總署(NASA)於九二年曾搜索外於九二年曾搜索外星生物計畫星生物計畫 一無所獲一無所獲 國會一年後終止國會一年後終止 還值得放資源做探索嗎還值得放資源做探索嗎?SETIhome 用電腦分析射電波訊號用電腦分析射電波訊號 誰有可以上網的電腦都可以參予誰有可以上網的電腦都可以參予銀銀河河系系內的智慧生物內的智慧生物 F.德雷克德雷克(Frank Drake)外星生物搜索外星生物搜索(SETI)之父之父 提倡使用電磁波作搜索媒介提倡使用電磁波作搜索媒介 1961年列出年列出Drake Equation,指出單是指出單是銀

3、河系已經有超過一萬個有智慧生物銀河系已經有超過一萬個有智慧生物的民族的民族!Drake Equation N=R*fp ne fl fi fc L R*代表銀河系內恆星的誕生速率代表銀河系內恆星的誕生速率 fp 這些恆星擁有行星的機率這些恆星擁有行星的機率 ne 有多少像地球的行星有多少像地球的行星 fl 能孕育生物的機率能孕育生物的機率 fi 發展成有智慧生物的機率發展成有智慧生物的機率 fc 有足夠智慧有足夠智慧/技術溝通的機率技術溝通的機率 L 這些智慧民族的壽命這些智慧民族的壽命Drake Equation 示範示範 http:/www.seti-inst.edu/seti/seti_

4、science/drake_calculator.html支持生命的條件支持生命的條件 一個能夠支撐生命的行星？一個能夠支撐生命的行星？溫度問題溫度問題 孕育生命的主要原素孕育生命的主要原素:水水 高溫高溫=蒸發成為氣體蒸發成為氣體 低溫低溫=凝結成為固體凝結成為固體 最佳溫度最佳溫度:大概由大概由 0 至至 100 C 適居帶適居帶 處於這個範圍內的行星有處於這個範圍內的行星有液態水液態水 地球地球處於適居帶內處於適居帶內適居帶適居帶太陽太陽地球地球太陽太陽系系距離距離(天文單位天文單位)恆星質量恆星質量適居帶適居帶溫度下降溫度下降適居帶適居帶恆星質量恆星質量距離距離(天文單位天文單位)適居

5、帶適居帶地球地球太陽太陽系系移向內移向內在太陽系裏在太陽系裏火星火星 接近適居帶接近適居帶 表面平均溫度為表面平均溫度為 50 C 表面有被水侵蝕的痕跡表面有被水侵蝕的痕跡 殞石有化石跡象殞石有化石跡象大峽谷結構大峽谷結構表面的似河道結構表面的似河道結構火星火星火星探測火星探測火星的殞石火星的殞石ALH84001微生物微生物化石化石?火星火星木衛二木衛二 歐羅巴歐羅巴 木星的衛星木星的衛星 表面沒有大氣層表面沒有大氣層 表面平均温度為表面平均温度為 -140 C 表面是冰塊外殼，有表面是冰塊外殼，有明顯裂縫明顯裂縫木衛二木衛二 歐羅巴歐羅巴仔細觀察表面的裂縫結構仔細觀察表面的裂縫結構內在的海洋

6、內在的海洋?木衛二木衛二 歐羅巴歐羅巴木衛二木衛二 歐羅巴歐羅巴 地球深海海牀上有靠地球深海海牀上有靠地熱作能量的生物地熱作能量的生物!歐羅巴會有相同情歐羅巴會有相同情況嗎況嗎?太陽系以外太陽系以外外星智能探索計劃外星智能探索計劃(SETI)主要用雷達探索來自主要用雷達探索來自外太空智能生物的無外太空智能生物的無線電訊號線電訊號發現不尋常訊號發現不尋常訊號!1996年年5月，我們發現另一個訊號月，我們發現另一個訊號 這一個訊號可以用數學模型來表達這一個訊號可以用數學模型來表達從外太空來的從外太空來的“雜聲雜聲”不尋常的訊號不尋常的訊號!“Big Ear”大耳朵大耳朵健力士紀錄大全保持健力士紀錄

7、大全保持者者:最長壽的最長壽的外星智能探外星智能探索計劃索計劃“Wow!”訊息訊息於於1977年，大耳朵年，大耳朵接收到一個強勁的訊接收到一個強勁的訊號號但是這個訊號只出現但是這個訊號只出現一次一次“Wow!”訊息訊息The W oW si gnal時間接收到的能量6EQUJ56EQUJ5傳送到外太空的訊息傳送到外太空的訊息地球生物主要原素的原子序人類於1974年的平均高度及人口地球於太陽系的位置用二進制表示的1 至 10 DNA份子的化學方程式代表DNA的雙螺旋線人類圖像訊息發射碟和其直徑 DNA份子核甘酸的數量傳送到外太空的訊息傳送到外太空的訊息M13 二萬多光年以外二萬多光年以外總結總結

8、 生存的可能生存的可能-德雷克方程德雷克方程(Drake Equation)生存的條件生存的條件-適居帶適居帶-火星及木衞二火星及木衞二 SETI問題問題 攻擊性攻擊性?應否繼續這類計劃應否繼續這類計劃?有其他搜尋方法有其他搜尋方法?參考資料參考資料書籍書籍“Foundations of Astronomy”(4th edition)Various Authors“The Search for Life on Other Planets”Bruce Jakosky“Alien Life The Search for Extraterrestrials and Beyond”Barry Park

9、er“Life Out There The Truth of and the search for Extraterrestrial Life”Michael White 網址網址www.nasa.gov -National Aeronautics and Space Administration(USA)http:/mars.jpl.nasa.gov/ www.seds.org -Students for the Exploration and Development of Swww.cseti.org -Center for the Study of Extraterrestrial Intelligence www.seti.orgsetiathome.ssl.berkeley.edu-SETIhome 答問時間答問時間鳴謝鳴謝(School)CELT,HKUST Prof.Michael K.Y.Wong Prof.T.K.Ng Jimmy,Jacky and Bill(KGV students)Joe,Manson&Diamond