สิ่งมีชีวิตนอกโลกหรือสิ่งมีชีวิตต่างดาว (เรียกกันทั่วไปว่าเอเลี่ยน ) คือสิ่งมีชีวิตที่กำเนิดมาจากโลกอื่น ไม่ใช่จากโลกของเรา ยังไม่มีการตรวจพบสิ่งมีชีวิตนอกโลกใดๆ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวอาจมีตั้งแต่รูปแบบง่ายๆ เช่นจุลินทรีย์ไปจนถึงสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาซึ่งอาจก่อให้เกิดอารยธรรมที่ก้าวหน้ากว่า หรือด้อยกว่ามนุษย์มาก^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}สมการของเดรกคาดการณ์เกี่ยวกับการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาในที่อื่นๆ ในจักรวาล วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกโลกเรียกว่าดาราชีววิทยา

การคาดเดาเกี่ยวกับโลกที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่นอกโลกนั้นมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ นักเขียน คริสเตียน ยุคแรกๆ รวมถึงออกัสตินได้อภิปรายแนวคิดจากนักคิดอย่างเดโมคริตุสและเอปิคูรัสเกี่ยวกับโลกนับไม่ถ้วนในจักรวาลอันกว้างใหญ่^{[ 4 ]} นักเขียน ก่อนยุคสมัยใหม่มักจะสันนิษฐานว่า "โลก" นอกโลกนั้นมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่วิลเลียม โวริลองในศตวรรษที่ 15 ยอมรับความเป็นไปได้ที่พระเยซูอาจเคยเสด็จเยือนโลกนอกโลกเพื่อไถ่บาปผู้อยู่อาศัย^{[ 4 ​​] : 26} ในปี ค.ศ. 1440 นิโคลัสแห่งคูซาเสนอว่าโลกเป็น "ดาวฤกษ์ที่สว่างไสว" เขาตั้งทฤษฎีว่าวัตถุบนท้องฟ้าทั้งหมด แม้แต่ดวงอาทิตย์ ก็อาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้^{[ 5 ]}เดส์การ์ตส์เขียนว่าไม่มีวิธีใดที่จะพิสูจน์ได้ว่าดวงดาวไม่ได้มี "สิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญา" อาศัยอยู่ แต่การมีอยู่ของพวกมันเป็นเรื่องของการคาดเดา^{[ 4 ] : 67}

เมื่อเปรียบเทียบกับโลกที่มีสิ่งมีชีวิตมากมาย ดาวเคราะห์ และดวงจันทร์ส่วนใหญ่ในระบบสุริยะและนอก ระบบสุริยะ มีสภาพพื้นผิวที่รุนแรงและมีองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศ ที่แตกต่างกัน หรือไม่มีบรรยากาศเลย [ ^{6 ] อย่างไรก็ตาม}บนโลกมี ระบบนิเวศ ที่รุนแรงและมีองค์ประกอบทางเคมีที่รุนแรงมากมายที่สามารถรองรับสิ่งมีชีวิตได้ และมักถูกตั้งสมมติฐานว่าเป็นต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก ตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตที่อยู่รอบปล่องไฮโดรเทอร์มอล [ ^{7 ] น้ำพุ}ร้อนที่เป็นกรด^{[ 8 ]}และทะเลสาบภูเขาไฟ^{[ 9 ]}รวมถึงจุลินทรีย์ที่ชอบเกลือ^{[ 10 ]}และชีวภาคในระดับลึก^{[ 11 ]}

นับตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 นักวิจัยได้ค้นหาสิ่งมีชีวิตและสติปัญญาจากนอกโลก การศึกษาระบบสุริยะมุ่งเน้นไปที่ดาวศุกร์ดาวอังคารยูโรปาและไททันในขณะที่ การค้นพบดาวเคราะห์ นอกระบบสุริยะมีจำนวนรวม 6,022 ดวงที่ได้รับการยืนยันใน 4,490 ระบบ ณ เดือนตุลาคม 2025 วิธีการค้นหาจะแตกต่างกันไปตามประเภทของการค้นหา ตั้งแต่การวิเคราะห์ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์และตัวอย่าง^{[ 12 ]}ไปจนถึงวิทยุที่ใช้ในการตรวจจับและส่งการสื่อสารระหว่างดวงดาว [ ^{13 ]}การเดินทางระหว่างดวงดาวยังคงเป็นเพียงสมมติฐาน โดยมีเพียงยานสำรวจวอยเอเจอร์ 1และวอยเอเจอร์ 2 เท่านั้น ที่ได้รับการยืนยันแล้วว่าได้เข้าสู่ตัวกลางระหว่างดวงดาว^{แนวคิด}เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกโลก โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญา ได้ส่งอิทธิพลอย่างมากต่อวัฒนธรรมและนิยายการถกเถียงที่สำคัญมุ่งเน้นไปที่การติดต่อกับสติปัญญาจากนอกโลก บางคนสนับสนุนความพยายามอย่างจริงจัง ในขณะที่คนอื่นๆ เตือนว่าอาจมีความเสี่ยง เนื่องจากประวัติศาสตร์ของมนุษย์ในการแสวงหาประโยชน์จากสังคมอื่นๆ^{[ 14 ] [ 15 ]}

เมื่อใช้ แบบจำลอง บิ๊กแบงสำหรับไทม์ไลน์ของจักรวาลอุณหภูมิจะสูงเกินไปสำหรับสิ่งมีชีวิตในช่วง 15 ล้านปีแรก และองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ที่สร้างขึ้นผ่านปฏิกิริยาฟิวชั่นของดาวฤกษ์นั้นยังไม่ปรากฏจนกระทั่งอย่างน้อย 50 ล้านปีต่อมา^{[ 16 ]}สารประกอบอินทรีย์แรกเริ่มอาจก่อตัวขึ้นในจานโปรโตแพ ลนทารี ของอนุภาคฝุ่นซึ่งในที่สุดจะสร้างดาวเคราะห์หินเช่นโลก แม้ว่าโลกจะอยู่ในสถานะหลอมเหลวหลังจากการกำเนิดและอาจเผาไหม้สารอินทรีย์ใด ๆ ที่ตกลงมาบนโลก แต่โลกก็จะพร้อมรับสารอินทรีย์มากขึ้นเมื่อเย็นลง^{[ 17 ]}เมื่อเงื่อนไขที่เหมาะสมบนโลกเกิดขึ้น สิ่งมีชีวิตก็เริ่มต้นขึ้นด้วยกระบวนการทางเคมีที่เรียกว่าอะบิโอเจเนซิส^{[ 18 ]}

ในช่วง วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ดาวฤกษ์จะรวมนิวเคลียสของไฮโดรเจนเพื่อสร้างนิวเคลียสของฮีเลียมโดยปฏิกิริยาฟิวชันของดาวฤกษ์ และน้ำหนักที่เบากว่าของฮีเลียมทำให้ดาวฤกษ์สามารถปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินได้ กระบวนการนี้ดำเนินต่อไปจนกว่าดาวฤกษ์จะใช้เชื้อเพลิงที่มีอยู่ทั้งหมด โดยความเร็วในการบริโภคจะสัมพันธ์กับขนาดของดาวฤกษ์ ในช่วงสุดท้าย ดาวฤกษ์จะเริ่มรวมนิวเคลียสของฮีเลียมเพื่อสร้างนิวเคลียสของคาร์บอน ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่สามารถรวมนิวเคลียสของคาร์บอนต่อไปเพื่อสร้างออกซิเจนและซิลิคอน ออกซิเจนเป็นนีออนและกำมะถัน และต่อไปเรื่อยๆ จนถึงเหล็ก ในที่สุด ดาวฤกษ์จะปล่อยเนื้อหาส่วนใหญ่กลับคืนสู่สสารของดาวฤกษ์ ซึ่งจะไปรวมกับเมฆที่จะกลายเป็นดาวฤกษ์และดาวเคราะห์รุ่นใหม่ในที่สุด วัสดุเหล่านั้นจำนวนมากเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลก เนื่องจากกระบวนการนี้เกิดขึ้นในจักรวาลทั้งหมด วัสดุดังกล่าวจึงมีอยู่ทั่วไปในจักรวาลและไม่ใช่ของหายากจากระบบสุริยะ^{[ 19 ]}

ระบบสุริยะ เป็น ระบบดาวเคราะห์และเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซี ทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มกาแล็กซีท้องถิ่นซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระจุกกาแล็กซีลานิอาเคียจักรวาลประกอบด้วยโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันทั้งหมดที่มีอยู่^{[ 20 ]}ระยะทางอันมหาศาลระหว่างวัตถุบนท้องฟ้าเป็นอุปสรรคต่อการศึกษาชีวิตนอกโลก จนถึงปัจจุบัน มนุษย์ได้เหยียบย่างบนดวงจันทร์และส่งยานสำรวจหุ่นยนต์ไปยังดาวเคราะห์และดวงจันทร์ดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะเท่านั้น แม้ว่ายานสำรวจจะสามารถทนต่อสภาพที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อมนุษย์ได้ แต่ระยะทางทำให้เกิดความล่าช้าของเวลา: ยานนิวฮอไรซันส์ใช้เวลาเก้าปีหลังจากการปล่อยเพื่อไปถึงดาวพลูโต [ ^{21 ] ยัง}ไม่มียานสำรวจใดเคยไปถึงระบบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะยานวอยเอเจอร์ 2ออกจากระบบสุริยะด้วยความเร็ว 50,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หากมุ่งหน้าไปยัง ระบบ อัลฟาเซนทอรีซึ่งเป็นระบบที่อยู่ใกล้โลกที่สุดที่ระยะ 4.4 ปีแสง มันจะไปถึงใน 100,000 ปี ภายใต้เทคโนโลยีปัจจุบัน ระบบดังกล่าวสามารถศึกษาได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์เท่านั้น ซึ่งมีข้อจำกัด^{[ 21 ]}มีการประมาณการว่าสสารมืดมีปริมาณรวมมากกว่าดาวฤกษ์และกลุ่มก๊าซ แต่เนื่องจากไม่มีบทบาทในการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ จึงมักไม่นำมาพิจารณาในสาขาชีววิทยาอวกาศ^{[ 22 ]}

ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้รอบดาวฤกษ์หรือ "เขตโกลดิล็อกส์" รอบดาวฤกษ์นั้น น้ำอาจมีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่จะคงอยู่ในรูปของเหลวบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ บริเวณนี้อยู่ไม่ใกล้ดาวฤกษ์เกินไป เพราะน้ำจะถูกความร้อนจนกลายเป็นไอน้ำ และไม่ไกลเกินไป เพราะน้ำจะแข็งตัวเป็นน้ำแข็ง อย่างไรก็ตามความเหมาะสมของดาวเคราะห์ ที่จะ อยู่อาศัยได้นั้น ยังถูกกำหนดโดยปัจจัยเพิ่มเติมอีกหลายประการ การอยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้นั้นไม่เพียงพอที่จะรับประกันว่าดาวเคราะห์นั้นสามารถอยู่อาศัยได้ หรือแม้แต่จะมีน้ำในสถานะของเหลว ดาวศุกร์ตั้งอยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ของระบบสุริยะ แต่ไม่มีน้ำในสถานะของเหลวเนื่องจากสภาพของชั้นบรรยากาศ ในทางตรงกันข้ามยูโรปา ดวงจันทร์ที่มีมวลเท่าดาวเคราะห์ ซึ่งอยู่นอกเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้นั้น น่าจะมีน้ำในสถานะของเหลวอยู่ใต้พื้นผิวที่แข็งตัวเป็นน้ำแข็ง ความร้อนจากการโก่งงอของแรงโน้มถ่วงน่าจะทำให้มหาสมุทรใต้พื้นผิวคงอยู่ในสถานะของเหลว ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์หรือดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ไม่ถือว่าสามารถอยู่อาศัยได้ แม้ว่าจะโคจรใกล้ดาวฤกษ์มากพอเหมือนดาวพฤหัสบดีร้อนก็ตาม เนื่องจากความดันบรรยากาศที่ สูงมาก ^{[ 23 ]}ระยะทางจริงของเขตที่อยู่อาศัยได้จะแตกต่างกันไปตามประเภทของดาวฤกษ์ และแม้แต่กิจกรรมสุริยะของดาวฤกษ์แต่ละดวงก็มีอิทธิพลต่อความสามารถในการอยู่อาศัยในบริเวณนั้น ประเภทของดาวฤกษ์ยังกำหนดระยะเวลาที่เขตที่อยู่อาศัยได้จะคงอยู่ เนื่องจากขอบเขตและการปรากฏของมันจะเปลี่ยนแปลงไปตามวิวัฒนาการของดาวฤกษ์^{[ 24 ]}

บิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน ระบบสุริยะก่อตัวขึ้นเมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อน และมนุษย์ยุคแรกปรากฏตัวเมื่อ 6 ล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นอาจเริ่มต้น วิวัฒนาการ ให้กำเนิดสติปัญญาจากนอกโลก และอาจเผชิญกับเหตุการณ์การสูญพันธุ์ของดาวเคราะห์เมื่อหลายล้านหรือหลายพันล้านปีก่อน เมื่อพิจารณาจากมุมมองของจักรวาล ช่วงเวลาการดำรงอยู่อันสั้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกอาจบ่งชี้ว่าสิ่งมีชีวิตนอกโลกอาจมีอายุสั้นเช่นเดียวกันภายใต้มาตราส่วนดังกล่าว^{[ 25 ]}

ในช่วงเวลาประมาณ 7 ล้านปี ตั้งแต่ประมาณ 10 ถึง 17 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง อุณหภูมิพื้นหลังอยู่ระหว่าง 373 ถึง 273 K (100 ถึง 0 °C; 212 ถึง 32 °F) ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะมีน้ำในสถานะของเหลวหากมีดาวเคราะห์อยู่Avi Loeb (2014) คาดการณ์ว่าสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมอาจปรากฏขึ้นในช่วงเวลานี้ ซึ่งเขาเรียกว่า "ยุคที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ของจักรวาลยุคแรก" ^{[ 26 ] [ 27 ]}

ชีวิตบนโลกมีอยู่ทั่วไปทั่วทั้งดาวเคราะห์และปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีอยู่เกือบทั้งหมด สิ่งมีชีวิตที่ ทนต่อสภาพแวดล้อม สุดขั้วและชีวภาคในระดับลึกสามารถเจริญเติบโตได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายที่สุด ด้วยเหตุนี้ จึงอนุมานได้ว่าชีวิตในวัตถุทางดาราศาสตร์อื่น ๆ อาจมีความสามารถในการปรับตัวได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม ต้นกำเนิดของชีวิตไม่ได้เกี่ยวข้องกับความง่ายในการปรับตัว และอาจมีข้อกำหนดที่เข้มงวดกว่า วัตถุทางดาราศาสตร์อาจไม่มีสิ่งมีชีวิตอยู่เลย แม้ว่าจะสามารถอยู่อาศัยได้ก็ตาม^{[ 28 ]}

สิ่งมีชีวิตในจักรวาลนอกโลกนั้นยังไม่เคยถูกสังเกตพบ แต่ก็เป็นสิ่งที่คาดการณ์ได้ สมมติฐานเรื่องสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่แพร่หลายนั้นอาศัยแนวคิดหลักสามประการ ประการแรกขนาดของจักรวาลนั้นเอื้ออำนวยให้มีดาวเคราะห์จำนวนมากที่มีสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยคล้ายกับโลก และอายุของจักรวาลนั้นให้เวลาเพียงพอสำหรับกระบวนการอันยาวนานที่คล้ายคลึงกับประวัติศาสตร์ของโลกที่จะเกิดขึ้นที่นั่น ประการที่สองคือ สารที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิต เช่น คาร์บอนและน้ำ มีอยู่ทั่วไปในจักรวาล ประการที่สามคือกฎทางฟิสิกส์นั้นเป็นสากล ซึ่งหมายความว่าแรงที่เอื้ออำนวยหรือขัดขวางการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตจะเป็นแรงเดียวกันกับบนโลก^{[ 29 ]}ตามข้อโต้แย้งนี้ ซึ่งเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์เช่นคาร์ล ซาแกนและสตีเฟน ฮอว์คิงจึงเป็นไปได้ยากที่สิ่งมีชีวิตจะไม่ดำรงอยู่ที่อื่นนอกจากโลก^{[ 30 ] [ 31 ]}ข้อโต้แย้งนี้ปรากฏอยู่ในหลักการโคเปอร์นิคัสซึ่งระบุว่าโลกไม่ได้มีตำแหน่งพิเศษในจักรวาล และหลักการความธรรมดาซึ่งระบุว่าไม่มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนโลก^{[ 32 ]}

ผู้เขียนคนอื่นๆ กลับมองว่าชีวิตในจักรวาล หรืออย่างน้อยก็สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ อาจหายากสมมติฐานโลก หายาก กล่าวว่า ชีวิตบนโลกเป็นไปได้เนื่องจากปัจจัยหลายประการ ตั้งแต่ตำแหน่งในกาแล็กซีและการจัดเรียงของระบบสุริยะไปจนถึงลักษณะเฉพาะของดาวเคราะห์ และเป็นไปได้ยากที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นจะตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดพร้อมกัน ผู้สนับสนุนสมมติฐานนี้มองว่ามีหลักฐานน้อยมากที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตนอกโลก และในขณะนี้ มันเป็นเพียงผลลัพธ์ที่ต้องการ ไม่ใช่คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่สมเหตุสมผลสำหรับข้อมูลที่รวบรวมได้^{[ 33 ] [ 34 ]}

ในปี พ.ศ. 2504 แฟรงค์ เดรก นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ได้คิดค้นสมการเดรกขึ้นมาเพื่อกระตุ้นการสนทนาทางวิทยาศาสตร์ในการประชุมเกี่ยวกับการค้นหาปัญญาต่างดาว (SETI) ^{[ 35 ] [ 36 ]}สมการเดรกเป็นข้อโต้แย้งเชิงความน่าจะเป็นที่ใช้ในการประมาณจำนวนอารยธรรมต่างดาวที่มีการสื่อสารในกาแล็กซีทางช้างเผือก สมการเดรกคือ: ^{[ 37 ] : xix}

${\displaystyle N=R_{\ast }\cdot f_{p}\cdot n_{e}\cdot f_{\ell }\cdot f_{i}\cdot f_{c}\cdot L}$

ที่ไหน:

N = จำนวนอารยธรรมในกาแล็กซีทางช้างเผือกที่ติดต่อสื่อสารกันผ่านห้วงอวกาศระหว่างดาวเคราะห์

และ

R _* = อัตราการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่เหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตทรงปัญญาในกาแล็กซีของเรา

f _p = สัดส่วนของดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์โคจร รอบ

n _e = จำนวนเฉลี่ยของดาวเคราะห์ที่มีศักยภาพในการรองรับสิ่งมีชีวิต

f _l = สัดส่วนของดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการดำรงชีวิต

f _i = สัดส่วนของดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตซึ่งวิวัฒนาการไปเป็นสิ่ง มีชีวิต ทรงปัญญา (อารยธรรม)

f _c = สัดส่วนของอารยธรรมที่พัฒนาเทคโนโลยีเพื่อส่งสัญญาณที่สามารถตรวจจับได้ของการดำรงอยู่ของตนออกไปในอวกาศ

L = ระยะเวลาที่อารยธรรมเหล่านั้นส่งสัญญาณที่ตรวจจับได้ออกไปในอวกาศ

การประมาณการที่เดรกเสนอมีดังนี้ แต่ตัวเลขทางด้านขวาของสมการนั้นถือเป็นการคาดการณ์และสามารถเปลี่ยนแปลงได้:

${\displaystyle 10{,}000=5\cdot 0.5\cdot 2\cdot 1\cdot 0.2\cdot 1\cdot 10{,}000}$^{[ 38 ]}

สมการเดรกพิสูจน์แล้วว่าเป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากแม้ว่าจะเขียนเป็นสมการทางคณิตศาสตร์ แต่ในขณะนั้นยังไม่มีการทราบค่าใดๆ ของสมการเลย แม้ว่าบางค่าอาจจะสามารถวัดได้ในที่สุด แต่บางค่าก็ขึ้นอยู่กับสังคมศาสตร์และไม่สามารถทราบได้โดยธรรมชาติ^{[ 39 ]}ซึ่งทำให้ไม่สามารถสรุปผลที่น่าสนใจจากสมการได้^{[ 40 ]}

จากการสังเกตการณ์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลพบว่ามีกาแล็กซีเกือบ 2 ล้านล้านแห่งในเอกภพที่สังเกตได้^{[ 41 ]}มีการประมาณการว่าอย่างน้อยร้อยละ 10 ของดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ทั้งหมดมีระบบดาวเคราะห์^{[ 42 ]}กล่าวอีกนัยหนึ่งคือมี6.25 × 10¹⁸ดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์โคจรรอบในเอกภพที่สังเกตได้ แม้ว่าจะสมมติว่ามีเพียงหนึ่งในพันล้านของดาวฤกษ์เหล่านี้ที่มีดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการดำรงชีวิต ก็จะมีระบบดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการดำรงชีวิตประมาณ 6.25 พันล้านระบบในเอกภพที่สังเกตได้ การศึกษาในปี 2013 โดยอิงจากผลลัพธ์จากยาน^{อวกาศ}เคปเลอร์ประเมินว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกมีดาวเคราะห์อย่างน้อยเท่ากับจำนวนดาวฤกษ์ ส่งผลให้มีดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ 100–400 พันล้านดวง^{[ 43 ] [ 44 ]}สมมติฐานเนบิวลาที่อธิบายการก่อตัวของระบบสุริยะและระบบดาวเคราะห์อื่นๆ ชี้ให้เห็นว่าระบบเหล่านั้นสามารถมีการกำหนดค่าได้หลายแบบ และไม่ใช่ทุกระบบจะมีดาวเคราะห์หินอยู่ในเขตที่เอื้อต่อการดำรงชีวิต^{[ 45 ]}

ความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดระหว่างการประมาณค่าสูงของความน่าจะเป็นของการมีอยู่ของอารยธรรมนอกโลกและการขาดหลักฐานสำหรับอารยธรรมดังกล่าวเรียกว่าปรากฏการณ์เฟอร์มิ [ ^{46 ] เดน}นิส ดับเบิลยู. สเคียมาอ้างว่าการดำรงอยู่ของชีวิตในจักรวาลขึ้นอยู่กับค่าคงที่พื้นฐานต่างๆจื้อเหว่ย หวังและซามูเอล แอล. บราวน์สไตน์แนะนำว่าจักรวาลแบบสุ่มที่สามารถรองรับชีวิตได้นั้นมีแนวโน้มที่จะทำได้เพียงแค่พอดี ซึ่งเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับปรากฏการณ์เฟอร์มิ^{[ 47 ]}

หากสิ่งมีชีวิตนอกโลกมีอยู่จริง มันอาจมีตั้งแต่จุลินทรีย์ อย่างง่าย และสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่คล้ายกับสัตว์หรือพืช ไปจนถึงสติปัญญาต่างดาว ที่ซับซ้อน คล้ายกับมนุษย์เมื่อนักวิทยาศาสตร์พูดถึงสิ่งมีชีวิตนอกโลก พวกเขาพิจารณาทุกประเภทเหล่านั้น แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตนอกโลกอาจมีโครงสร้างอื่น ๆ แต่นักวิทยาศาสตร์ใช้ลำดับชั้นของสิ่งมีชีวิตจากโลกเพื่อความง่าย เนื่องจากเป็นลำดับชั้นเดียวที่ทราบว่ามีอยู่^{[ 48 ]}

ข้อกำหนดพื้นฐานประการแรกสำหรับสิ่งมีชีวิตคือสภาพแวดล้อมที่มีอุณหพลศาสตร์ที่ไม่สมดุลซึ่งหมายความว่าสมดุลทางอุณหพลศาสตร์จะต้องถูกทำลายโดยแหล่งพลังงาน แหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมในจักรวาลคือดวงดาว เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตบนโลกซึ่งขึ้นอยู่กับพลังงานจากดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ยังมีแหล่งพลังงานทางเลือกอื่นๆ เช่นภูเขาไฟ การเคลื่อนตัว ของแผ่นเปลือกโลกและปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลมีระบบนิเวศบนโลกในพื้นที่ลึกของมหาสมุทรที่ไม่ได้รับแสงแดด และรับพลังงานจากปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลแทน^{[ 49 ]}สนามแม่เหล็กและกัมมันตภาพรังสีก็ได้รับการเสนอให้เป็นแหล่งพลังงานเช่นกัน แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าก็ตาม^{[ 50 ]}

ชีวิตบนโลกต้องการน้ำในสถานะของเหลวเป็นตัวทำละลายในการเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมี เป็นไปได้ยากมากที่ กระบวนการ กำเนิดสิ่งมีชีวิตจะเริ่มต้นในตัวกลางที่เป็นก๊าซหรือของแข็ง เนื่องจากความเร็วของอะตอม ไม่ว่าจะเร็วหรือช้าเกินไป ทำให้ยากที่อะตอมเฉพาะจะมาพบกันและเริ่มต้นปฏิกิริยาเคมี ตัวกลางที่เป็นของเหลวยังช่วยในการขนส่งสารอาหารและสารที่จำเป็นสำหรับการเผาผลาญ^{[ 51 ]}ปริมาณคาร์บอนและธาตุอื่นๆ ที่เพียงพอ พร้อมกับน้ำ อาจทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่มีองค์ประกอบทางเคมีและช่วงอุณหภูมิคล้ายกับโลก^{[ 52 ] [ 53 ]} มีการเสนอ สิ่งมีชีวิตที่ใช้แอมโมเนียแทนน้ำเป็นทางเลือก แม้ว่าตัวทำละลายนี้ดูเหมือนจะไม่เหมาะสมเท่าน้ำ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะมีสิ่งมีชีวิตบางรูปแบบที่มีตัวทำละลายเป็นไฮโดรคาร์บอน เหลว เช่นมีเทนอีเทนหรือโพรเพน^{[ 54 ]}

อีกแง่มุมหนึ่งที่ไม่ทราบแน่ชัดเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่อาจเกิดขึ้นได้ก็คือธาตุเคมีที่จะประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น สิ่งมีชีวิตบนโลกส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอน แต่ก็อาจมีชีวเคมีประเภท อื่น ๆ ที่เป็นไปได้ ธาตุ ที่จะมาแทนที่คาร์บอนจะต้องสามารถสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน เก็บข้อมูลที่จำเป็นต่อวิวัฒนาการ และมีอยู่มากมายในตัวกลาง เพื่อสร้างDNA , RNAหรือสารที่คล้ายคลึงกัน ธาตุดังกล่าวควรจะสามารถจับอะตอมของตัวเองกับอะตอมอื่น ๆ ได้จำนวนมาก ทำให้เกิดโมเลกุลที่ซับซ้อนและเสถียร มันควรจะสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ได้อย่างน้อยสามพันธะ: สองพันธะสำหรับการสร้างสายยาว และอย่างน้อยหนึ่งพันธะที่สามเพื่อเพิ่มการเชื่อมโยงใหม่และอนุญาตให้มีการเก็บข้อมูลที่หลากหลาย มีเพียงเก้าธาตุเท่านั้นที่ตรงตามข้อกำหนดนี้ ได้แก่โบรอนไนโตรเจนฟอสฟอรัสอาร์เซนิกแอนติโมนี ( สามพันธะ)คาร์บอนซิลิคอนเจอร์มาเนียมและดีบุก(สี่พันธะ) ส่วนในด้านความอุดมสมบูรณ์ คาร์บอน ไนโตรเจน และซิลิคอนเป็นธาตุที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในจักรวาล มากกว่าธาตุอื่น ๆ อย่างมาก บนเปลือกโลกธาตุที่พบมากที่สุดคือซิลิคอน ในอุทกภาคคือคาร์บอน และในชั้นบรรยากาศคือคาร์บอนและไนโตรเจน อย่างไรก็ตาม ซิลิคอนมีข้อเสียเปรียบคาร์บอน โมเลกุลที่เกิดจากอะตอมของซิลิคอนมีความเสถียรน้อยกว่า และอ่อนแอต่อกรด ออกซิเจน และแสง ระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิตที่ใช้ซิลิคอนเป็นพื้นฐานจะต้องอาศัยอุณหภูมิต่ำมาก ความดันบรรยากาศ สูง บรรยากาศที่ปราศจากออกซิเจน และตัวทำละลายอื่นที่ไม่ใช่น้ำ อุณหภูมิต่ำที่จำเป็นจะเพิ่มปัญหาอีกอย่างหนึ่ง คือความยากลำบากในการเริ่มต้นกระบวนการกำเนิดสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตตั้งแต่แรก^{[ 55 ]}นอร์แมน ฮอโรวิตซ์ หัวหน้าแผนกวิทยาศาสตร์ชีวภาพของห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันสำหรับภารกิจมาริเนอร์และไวกิ้งตั้งแต่ปี 1965 ถึง 1976 พิจารณาว่าความสามารถรอบด้านของ อะตอม คาร์บอนทำให้เป็นธาตุที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะให้คำตอบ แม้แต่คำตอบที่แปลกใหม่ สำหรับปัญหาการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น^{[ 56 ]} อย่างไรก็ตาม เขายังพิจารณาว่าเงื่อนไขที่พบในดาวอังคารไม่เข้ากันกับสิ่งมีชีวิตที่ใช้คาร์บอนเป็นพื้นฐาน

แม้ว่าสิ่งมีชีวิตนอกโลกจะใช้คาร์บอนเป็นพื้นฐานและใช้น้ำเป็นตัวทำละลายเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตบนโลก แต่ก็อาจมีชีวเคมี ที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง โดยทั่วไปแล้วสิ่งมีชีวิตถือเป็นผลผลิตของการคัดเลือกโดยธรรมชาติมีการเสนอว่าสิ่งมีชีวิตที่จะผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะต้องมีความสามารถในการจำลองตัวเอง ความสามารถในการหลีกเลี่ยงความเสียหาย/การเน่าเปื่อย และความสามารถในการได้รับและประมวลผลทรัพยากรเพื่อสนับสนุนความสามารถสองประการแรก^{[ 57 ]}สิ่งมีชีวิตบนโลกอาจเริ่มต้นด้วยโลกของ RNAและต่อมาวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบปัจจุบัน ซึ่งงานบางอย่างของRNAถูกถ่ายโอนไปยังDNAและโปรตีน สิ่งมีชีวิตนอกโลกอาจยังคงใช้ RNA หรือวิวัฒนาการไปสู่โครงสร้างอื่น ยังไม่ชัดเจนว่าชีวเคมีของเรามีประสิทธิภาพมากที่สุดที่สามารถสร้างขึ้นได้หรือไม่ หรือองค์ประกอบใดจะดำเนินตามรูปแบบที่คล้ายกัน^{[ 58 ]}อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ว่าแม้ว่าเซลล์จะมีองค์ประกอบที่แตกต่างจากเซลล์บนโลก แต่ก็ยังคงมีเยื่อหุ้มเซลล์ชีวิตบนโลกได้ก้าวข้ามจากโปรคาริโอตไปเป็นยูคาริโอตและจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวไปเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ผ่านวิวัฒนาการจนถึงปัจจุบันยังไม่มีกระบวนการอื่นใดที่จะบรรลุผลดังกล่าวได้ แม้จะเป็นเพียงสมมติฐานก็ตาม วิวัฒนาการต้องการให้ชีวิตแบ่งออกเป็นสิ่งมีชีวิตแต่ละตัว และยังไม่มีการจัดระเบียบแบบอื่นใดที่ได้รับการเสนออย่างน่าพอใจเช่นกัน ในระดับพื้นฐาน เยื่อหุ้มเซลล์จะกำหนดขอบเขตของเซลล์ ระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อม ในขณะที่ยังคงเปิดบางส่วนเพื่อแลกเปลี่ยนพลังงานและทรัพยากรกับสิ่งแวดล้อม^{[ 59 ]}

วิวัฒนาการจากเซลล์อย่างง่ายไปสู่ยูคาริโอต และจากนั้นไปสู่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์นั้นไม่ได้รับการรับประกันการระเบิดของแคมเบรียนเกิดขึ้นหลายพันล้านปีหลังจากกำเนิดชีวิต และสาเหตุของมันยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ในทางกลับกัน การก้าวไปสู่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เกิดขึ้นหลายครั้ง ซึ่งชี้ให้เห็นว่าอาจเป็นกรณีของวิวัฒนาการแบบลู่เข้าและมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงอื่นเช่นกัน นักบรรพชีวินวิทยาSimon Conway Morris พิจารณาว่าวิวัฒนาการแบบลู่เข้าจะนำไปสู่อาณาจักรที่คล้ายกับพืชและสัตว์ของ เราและลักษณะหลายอย่างน่าจะพัฒนาในสัตว์ต่างดาวเช่นกัน เช่นสมมาตรแบบทวิภาคแขนขาระบบย่อยอาหารและหัวที่มีอวัยวะรับความรู้สึก [ ^{60 ] นัก}วิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดได้วิเคราะห์จากมุมมองของทฤษฎีวิวัฒนาการและเขียนไว้ในการศึกษาในวารสาร International Journal of Astrobiologyว่าสิ่งมีชีวิตต่างดาวอาจคล้ายกับมนุษย์^{[ 61 ]}บริบทของดาวเคราะห์ก็จะมีอิทธิพลเช่นกัน ดาวเคราะห์ที่มีแรงโน้มถ่วง สูงกว่า จะมีสัตว์ขนาดเล็กกว่า และดาวฤกษ์ประเภทอื่นอาจนำไปสู่ สิ่งมีชีวิต ที่สังเคราะห์แสงได้แต่ไม่เขียวปริมาณพลังงานที่มีอยู่ก็จะมีผลต่อความหลากหลายทางชีวภาพ เช่นกัน เนื่องจากระบบนิเวศที่ได้รับการสนับสนุนจากปล่องควันดำหรือปล่องไฮโดรเทอร์มอลจะมีพลังงานน้อยกว่าระบบนิเวศที่ได้รับการสนับสนุนจากแสงและความร้อนของดาวฤกษ์ ดังนั้นสิ่งมีชีวิตในระบบดังกล่าวจึงไม่สามารถเติบโตเกินระดับความซับซ้อนที่กำหนดได้^{[ 60 ]}นอกจากนี้ยังมีการวิจัยเกี่ยวกับการประเมินศักยภาพของสิ่งมีชีวิตในการพัฒนาสติปัญญา มีการเสนอแนะว่าศักยภาพนี้เกิดขึ้นจากจำนวนของช่องว่าง ทางชีวภาพที่เป็นไปได้ ที่ดาวเคราะห์มีอยู่ และความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตนั้นสะท้อนให้เห็นในความหนาแน่นของข้อมูลของสภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์ ซึ่งสามารถคำนวณได้จากช่องว่างทางชีวภาพเหล่านั้น^{[ 62 ]}

เป็นที่ทราบกันดีว่าสภาพแวดล้อมบนดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ นอกเหนือจากกาแล็กซีจำนวนมากนอกกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้น รุนแรงมากและดูเหมือนจะสุดขั้วเกินกว่าจะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้^{[ 63 ]}สภาพแวดล้อมบนดาวเคราะห์เหล่านี้อาจมีรังสี UV ที่รุนแรง ควบคู่กับอุณหภูมิที่สูงมาก ขาดแคลนน้ำ^{[ 64 ]}และอื่นๆ อีกมากมายที่อาจนำไปสู่สภาวะที่ไม่เอื้อต่อการสร้างหรือการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตนอกโลก อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานทางประวัติศาสตร์มากมายที่แสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตรูปแบบแรกเริ่มและพื้นฐานที่สุดบนโลกมีต้นกำเนิดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง^{[ 65 ]}ซึ่งดูเหมือนจะไม่น่าจะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ อย่างน้อยก็ในช่วงใดช่วงหนึ่งของประวัติศาสตร์โลก หลักฐานฟอสซิลรวมถึงทฤษฎีทางประวัติศาสตร์มากมายที่ได้รับการสนับสนุนจากการวิจัยและการศึกษาหลายปี ได้ระบุสภาพแวดล้อมเช่นปล่องไฮโดรเทอร์มอลหรือบ่อน้ำพุร้อนที่เป็นกรดว่าเป็นสถานที่แรกๆ ที่สิ่งมีชีวิตอาจมีต้นกำเนิดบนโลก^{[ 66 ]}สภาพแวดล้อมเหล่านี้ถือได้ว่าเป็นสภาพแวดล้อมสุดขั้วเมื่อเปรียบเทียบกับระบบนิเวศทั่วไปที่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกอาศัยอยู่ เนื่องจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลมีอุณหภูมิสูงมากเนื่องจากแมกมาที่ไหลออกมาจากเนื้อโลกและมาพบกับน้ำทะเลที่เย็นกว่ามาก แม้ในโลกปัจจุบันนี้ ก็ยังพบแบคทีเรียหลากหลายชนิดอาศัยอยู่ในบริเวณรอบๆ ปล่องไฮโดรเทอร์มอลเหล่านี้^{[ 67 ]}ซึ่งอาจบ่งชี้ว่าสิ่งมีชีวิตบางรูปแบบสามารถดำรงอยู่ได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายที่สุด เช่น บนดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ

ลักษณะของสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเหล่านี้ที่ทำให้เหมาะสำหรับกำเนิดชีวิตบนโลก รวมถึงความเป็นไปได้ในการสร้างชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น คือปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ตัวอย่างเช่นปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่พบในพื้นมหาสมุทรเป็นที่ทราบกันดีว่าสนับสนุนกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี หลายอย่าง ^{[ 7 ]}ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตสามารถใช้พลังงานผ่านสารประกอบเคมีที่ลดลงซึ่งตรึงคาร์บอน^{[ 67 ]}ในทางกลับกัน ปฏิกิริยาเหล่านี้จะช่วยให้สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนค่อนข้างต่ำ ในขณะที่ยังคงมีพลังงานเพียงพอที่จะดำรงชีวิตได้ สภาพแวดล้อมของโลกในยุคแรกเริ่มเป็นแบบลดลง^{[ 68 ]}ดังนั้น สารประกอบที่ตรึงคาร์บอนเหล่านี้จึงจำเป็นต่อการอยู่รอดและกำเนิดชีวิตบนโลก ที่เป็นไปได้ ด้วยข้อมูลเพียงเล็กน้อยที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบเกี่ยวกับบรรยากาศบนดาวเคราะห์ดวงอื่นในกาแล็กซีทางช้างเผือกและที่อื่นๆ บรรยากาศเหล่านั้นมีแนวโน้มที่จะลดลงหรือมีระดับออกซิเจนต่ำมาก^{[ 69 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับบรรยากาศของโลก หากมีธาตุและไอออนที่จำเป็นอยู่บนดาวเคราะห์เหล่านี้ สารประกอบทางเคมีที่ลดลงซึ่งช่วยตรึงคาร์บอนเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นรอบ ๆ ปล่องไฮโดรเทอร์มอล ก็อาจเกิดขึ้นบนพื้นผิวของดาวเคราะห์เหล่านี้ได้เช่นกัน และอาจนำไปสู่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิตนอกโลกได้

ระบบสุริยะมีดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ และดวงจันทร์หลากหลายชนิด และแต่ละดวงก็ได้รับการศึกษาถึงศักยภาพในการเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต แต่ละดวงมีเงื่อนไขเฉพาะของตนเองที่อาจเป็นประโยชน์หรือเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต จนถึงปัจจุบัน สิ่งมีชีวิตที่พบมีเพียงสิ่งมีชีวิตจากโลกเท่านั้น ไม่มีสติปัญญาจากนอกโลกอื่นใดนอกจากมนุษย์ที่ดำรงอยู่หรือเคยมีอยู่ในระบบสุริยะ^{[ 70 ]}นักชีววิทยาอวกาศ แมรี วอยเทค ชี้ให้เห็นว่าไม่น่าจะพบระบบนิเวศขนาดใหญ่ เนื่องจากน่าจะถูกตรวจพบไปแล้ว^{[ 23 ]}

ระบบสุริยะชั้นในน่าจะปราศจากสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตามดาวศุกร์ยังคงเป็นที่สนใจของนักชีววิทยาอวกาศ เนื่องจากเป็นดาวเคราะห์คล้ายโลกที่อาจมีลักษณะคล้ายโลกในช่วงเริ่มต้นและพัฒนาไปในรูปแบบที่แตกต่างออกไป มีปรากฏการณ์เรือนกระจกพื้นผิวร้อนที่สุดในระบบสุริยะ มีเมฆกรดซัลฟิวริก น้ำบนพื้นผิวทั้งหมดหายไป และมีชั้นบรรยากาศคาร์บอนไดออกไซด์หนาแน่นที่มีความดันสูง^{[ 71 ]}การเปรียบเทียบทั้งสองอย่างช่วยให้เข้าใจความแตกต่างที่ชัดเจนซึ่งนำไปสู่สภาวะที่เป็นประโยชน์หรือเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต และถึงแม้จะมีสภาวะที่ไม่เอื้อต่อการดำรงชีวิตบนดาวศุกร์ แต่ ก็ยังมีข้อสงสัยว่าสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอาจยังคงอยู่รอดได้ในเมฆระดับสูง^{[ 23 ]}

ดาวอังคารเป็นทะเลทรายที่หนาวเย็นและแทบไม่มีอากาศ จึงไม่เอื้อต่อการดำรงชีวิต อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดเผยให้เห็นว่า ครั้งหนึ่งดาว อังคารเคยมีน้ำอยู่มากมาย ก่อให้เกิดแม่น้ำ ทะเลสาบ และอาจถึงขั้นมีมหาสมุทร ดาวอังคารอาจเคยมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ในอดีต และสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารอาจเคยเป็นไปได้ แต่เมื่อแกนกลางของดาวเคราะห์หยุดสร้างสนามแม่เหล็ก ลมสุริยะก็พัดเอาชั้นบรรยากาศออกไป ทำให้ดาวเคราะห์อ่อนแอต่อรังสีจากดวงอาทิตย์ สิ่งมีชีวิตโบราณอาจยังคงทิ้งซากดึกดำบรรพ์ไว้ และจุลินทรีย์อาจยังคงมีชีวิตอยู่ใต้ดินลึก^{[ 23 ]}

ดังที่กล่าวไว้ ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์และดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ไม่น่าจะมีสิ่งมีชีวิต ดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลที่สุดในระบบสุริยะ ซึ่งพบในแถบไคเปอร์และด้านนอกนั้น ถูกแช่แข็งอย่างถาวร แต่ก็ไม่สามารถตัดความเป็นไปได้ออกไปได้ทั้งหมด^{[ 23 ]}

แม้ว่าดาวเคราะห์ยักษ์เองจะมีโอกาสน้อยมากที่จะมีสิ่งมีชีวิต แต่ก็มีความหวังอย่างมากที่จะพบสิ่งมีชีวิตบนดวงจันทร์ที่โคจรรอบดาวเคราะห์เหล่านี้ยูโรปาจากระบบดาวพฤหัสบดีมีมหาสมุทรใต้พื้นผิวอยู่ใต้ชั้นน้ำแข็ง หนา แกนีมีดและคาลิสโตก็มีมหาสมุทรใต้พื้นผิวเช่นกัน แต่โอกาสที่จะมีสิ่งมีชีวิตในนั้นมีน้อยกว่า เนื่องจากน้ำถูกคั่นด้วยชั้นน้ำแข็งแข็ง ยูโรปาจะมีส่วนสัมผัสระหว่างมหาสมุทรกับพื้นผิวที่เป็นหิน ซึ่งช่วยให้เกิดปฏิกิริยาเคมีได้ อย่างไรก็ตาม การขุดลึกลงไปเพื่อศึกษามหาสมุทรเหล่านั้นอาจเป็นเรื่องยากเอนเซลาดัสดวงจันทร์ขนาดเล็กของดาวเสาร์ที่มีมหาสมุทรใต้พื้นผิวอีกแห่งหนึ่ง อาจไม่จำเป็นต้องขุด เนื่องจากมันปล่อยน้ำออกสู่อวกาศในรูปของเสาการปะทุ ยานสำรวจอวกาศแคสสินีบินเข้าไปในเสาการปะทุเหล่านี้ แต่ไม่สามารถทำการศึกษาได้อย่างเต็มที่ เนื่องจากนาซาไม่ได้คาดการณ์ปรากฏการณ์นี้ไว้ และไม่ได้ติดตั้งอุปกรณ์ในยานสำรวจเพื่อศึกษาน้ำในมหาสมุทร ถึงกระนั้นแคสสินีก็ตรวจพบโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน เกลือ หลักฐานของกิจกรรมความร้อนใต้พิภพ ไฮโดรเจน และมีเทน^{[ 23 ]}

ไททันเป็นวัตถุท้องฟ้าเพียงแห่งเดียวในระบบสุริยะนอกเหนือจากโลกที่มีของเหลวอยู่บนพื้นผิว มีแม่น้ำ ทะเลสาบ และฝนไฮโดรคาร์บอน มีเทน และอีเทน รวมถึงวัฏจักรที่คล้ายกับวัฏจักรน้ำ ของโลก บริบทพิเศษนี้กระตุ้นให้เกิดการคาดเดาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่มีชีวเคมีที่แตกต่างกัน แต่เนื่องจากอุณหภูมิที่เย็นจัด เคมีดังกล่าวจึงเกิดขึ้นได้ช้ามาก น้ำบนพื้นผิวเป็นของแข็ง แต่ไททันมีมหาสมุทรน้ำใต้พื้นผิวเช่นเดียวกับดวงจันทร์ดวงอื่นๆ อีกหลายดวง อย่างไรก็ตาม มหาสมุทรน้ำนั้นอยู่ลึกมากจนยากที่จะเข้าถึงเพื่อการศึกษา^{[ 23 ]}

วิทยาศาสตร์ที่ค้นหาและศึกษาชีวิตในจักรวาล ทั้งบนโลกและที่อื่น ๆ เรียกว่าดาราชีววิทยา (Astrobiology ) โดยการศึกษาชีวิตบนโลก ซึ่งเป็นรูปแบบชีวิตเดียวที่รู้จัก ดาราชีววิทยาพยายามศึกษาว่าชีวิตเริ่มต้นและวิวัฒนาการอย่างไร และข้อกำหนดสำหรับการดำรงอยู่ต่อเนื่องของสิ่งมีชีวิต สิ่งนี้ช่วยในการกำหนดสิ่ง ที่ต้องมองหาเมื่อค้นหาชีวิตในวัตถุทางดาราศาสตร์อื่น ๆ นี่เป็นสาขาการศึกษาที่ซับซ้อน และใช้มุมมองที่ผสมผสานกันของหลาย^สาขาวิทยาศาสตร์^เช่นดาราศาสตร์ชีววิทยาเคมีธรณีวิทยาสมุทรศาสตร์และวิทยาศาสตร์บรรยากาศ [ ⁷² ]

การค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกทางวิทยาศาสตร์กำลังดำเนินการทั้งทางตรงและทางอ้อม ณ วันที่ 4 มิถุนายน 2026 มีดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ที่ได้รับการยืนยันแล้ว 6,298 ดวง ในระบบดาวเคราะห์ 4,709 ระบบ โดยมี 1,054 ระบบที่มีดาวเคราะห์มากกว่าหนึ่งดวง [ ^{73 ] ดาวเคราะห์} และดวงจันทร์อื่นๆ ในระบบสุริยะมีศักยภาพที่จะเป็นที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตดั้งเดิม เช่นจุลินทรีย์ณ วันที่ 8 กุมภาพันธ์ 2021 มีการรายงานสถานะล่าสุดของการศึกษาที่พิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการตรวจพบสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ (ผ่านฟอสฟีน ) และดาวอังคาร (ผ่านมีเทน ) ^{[ 74 ]}

นักวิทยาศาสตร์ค้นหาร่องรอยทางชีวภาพภายในระบบสุริยะโดยการศึกษาพื้นผิวของดาวเคราะห์และตรวจสอบอุกกาบาตบางคนอ้างว่าพบหลักฐานว่าสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเคยมีอยู่บนดาวอังคาร^{[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]}ในปี 1996 รายงานที่เป็นข้อถกเถียงระบุว่าโครงสร้างที่คล้ายกับนาโนแบคทีเรียถูกค้นพบในอุกกาบาตALH84001ซึ่งเกิดจากหินที่ถูกดีดออกมาจากดาวอังคาร [ ^{77 ] [ 78 ] แม้ว่า}คุณสมบัติที่ผิดปกติทั้งหมดของอุกกาบาตจะได้รับการอธิบายในที่สุดว่าเป็นผลมาจากกระบวนการอนินทรีย์ แต่ข้อถกเถียงเกี่ยวกับการค้นพบนี้ได้วางรากฐานสำหรับการพัฒนาด้านดาราชีววิทยา^{[ 77 ]}

การทดลองบนยานลงจอดไวกิ้งบนดาว อังคารทั้งสองลำรายงานการปล่อยก๊าซจากตัวอย่างดินบนดาวอังคารที่ถูกทำให้ร้อน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์บางคนโต้แย้งว่าสอดคล้องกับการมีอยู่ของจุลินทรีย์ที่มีชีวิต^{[ 81 ]}การขาดหลักฐานยืนยันจากการทดลองอื่น ๆ บนตัวอย่างเดียวกันชี้ให้เห็นว่าปฏิกิริยาที่ไม่ใช่ชีวภาพน่าจะเป็นสมมติฐานที่น่าจะเป็นไปได้มากกว่า^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ]}

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2548 นักวิทยาศาสตร์ของ NASA รายงานว่าพวกเขาอาจพบหลักฐานบางอย่างของสิ่งมีชีวิตนอกโลกบนดาวอังคาร^{[ 85 ]}นักวิทยาศาสตร์สองคนคือ Carol Stoker และ Larry Lemke จากศูนย์วิจัย Ames ของ NASA ได้อ้างอิงหลักฐานดังกล่าวจากร่องรอยของมีเทนที่พบในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ซึ่งคล้ายกับการผลิตมีเทนของสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมบางรูปแบบบนโลก รวมถึงจากการศึกษาสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมของพวกเขาเองใกล้แม่น้ำ Rio Tintoในสเปน เจ้าหน้าที่ของ NASA ได้ออกมาปฏิเสธข้อกล่าวอ้างของนักวิทยาศาสตร์ในเวลาต่อมา และ Stoker เองก็ถอนคำกล่าวอ้างเริ่มต้นของเธอ^{[ 86 ]}

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2554 NASA ได้ปล่อยยาน สำรวจ Mars Science Laboratoryซึ่งนำ ยานสำรวจ Curiosity ลงจอด บนดาวอังคาร ยานสำรวจนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อประเมินความสามารถในการอยู่อาศัยในอดีตและปัจจุบันบนดาวอังคารโดยใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์หลากหลายชนิด ยานสำรวจลงจอดบนดาวอังคารที่ปล่องภูเขาไฟ Galeในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2555 ^{[ 87 ] [ 88 ]}

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ได้เริ่มจัดทำแคตตาล็อกของจุลินทรีย์ โดยระบุวิธีการที่จุลินทรีย์แต่ละชนิดตอบสนองต่อแสงแดด เป้าหมายคือเพื่อช่วยในการค้นหาสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกันในดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เนื่องจากแสงดาวที่สะท้อนจากดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตดังกล่าวจำนวนมากจะมีสเปกตรัมเฉพาะ ซึ่งแตกต่างจากแสงดาวที่สะท้อนจากดาวเคราะห์ที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต หากศึกษาโลกจากระยะไกลด้วยระบบนี้ จะเผยให้เห็นสีเขียว ซึ่งเป็นผลมาจากความอุดมสมบูรณ์ของพืชที่มีการสังเคราะห์แสง^{[ 89 ]}

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2554 นาซาได้ศึกษาอุกกาบาตที่พบในทวีปแอนตาร์กติกา และพบอะดีนีนกั ว นีนไฮโปแซนทีนและแซนทีนอะดีนีนและกัวนีนเป็นส่วนประกอบของดีเอ็นเอ ส่วนสารประกอบอื่นๆ ใช้ในกระบวนการทางชีวภาพอื่นๆ การศึกษาดังกล่าวได้ตัดความเป็นไปได้ที่อุกกาบาตจะปนเปื้อนมาจากโลก เนื่องจากสารประกอบเหล่านั้นจะไม่สามารถหาได้ง่ายอย่างที่พบในตัวอย่าง การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลอินทรีย์ หลายชนิด ที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตอาจถูกสร้างขึ้นภายในดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง^{[ 90 ] [ 91 ]}ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2554 นักวิทยาศาสตร์รายงานว่าฝุ่นละอองในอวกาศมีสารประกอบอินทรีย์ ที่ซับซ้อน ("ของแข็งอินทรีย์อสัณฐานที่มี โครงสร้าง อะโรมาติก - อะลิฟาติก ผสม ") ซึ่งอาจถูกสร้างขึ้นตามธรรมชาติและอย่างรวดเร็วโดยดาวฤกษ์[ ^{92 ] [ 93 ] [ 94 ] ยัง}ไม่เป็นที่แน่ชัดว่าสารประกอบเหล่านั้นมีบทบาทในการสร้างสิ่งมีชีวิตบนโลกหรือไม่ แต่ซุน กว็อก จากมหาวิทยาลัยฮ่องกงคิดว่าน่าจะมีบทบาท "ถ้าเป็นเช่นนั้น ชีวิตบนโลกอาจเริ่มต้นได้ง่ายขึ้น เนื่องจากสารอินทรีย์เหล่านี้สามารถใช้เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของชีวิตได้" ^{[ 92 ]}

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2555 และเป็นครั้งแรกของโลก นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนรายงานการตรวจพบโมเลกุลน้ำตาลเฉพาะชนิดหนึ่ง คือไกลโคอัลดีไฮด์ในระบบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกล โมเลกุลนี้ถูกพบรอบๆ ระบบ ดาว คู่ก่อนกำเนิดIRAS 16293-2422ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 400 ปีแสง^{[ 95 ]}ไกลโคอัลดีไฮด์จำเป็นต่อการสร้างกรดไรโบนิวคลีอิกหรือ RNA ซึ่งมีหน้าที่คล้ายกับ DNA การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนอาจก่อตัวขึ้นในระบบดาวฤกษ์ก่อนการก่อตัวของดาวเคราะห์ และในที่สุดก็จะมาถึงดาวเคราะห์อายุน้อยในช่วงเริ่มต้นของการก่อตัว^{[ 96 ]}

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2566 นักดาราศาสตร์รายงานการค้นพบครั้งแรกในพวยพุ่งของเอนเซลาดัส ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ของไฮโดรเจนไซยาไนด์ซึ่งเป็นสารเคมีที่อาจจำเป็นต่อชีวิต^{[ 97 ]}อย่างที่เราทราบกันดี รวมถึงโมเลกุลอินทรีย์ อื่นๆ ซึ่งบางส่วนยังไม่ได้รับการระบุและทำความเข้าใจให้ดียิ่งขึ้น ตามที่นักวิจัยกล่าวไว้ว่า "สารประกอบ [ที่ค้นพบใหม่] เหล่านี้อาจสนับสนุนชุมชนจุลินทรีย์ ที่มีอยู่ หรือขับเคลื่อนการสังเคราะห์อินทรีย์ ที่ซับซ้อน ซึ่งนำไปสู่กำเนิดของชีวิต " ^{[ 98 ] [ 99 ]}

แม้ว่าการค้นหาส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่ชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตนอกโลก แต่สติปัญญานอกโลกที่มีความสามารถเพียงพอที่จะพัฒนาอารยธรรมอาจตรวจจับได้ด้วยวิธีการอื่นเช่นกัน เทคโนโลยีอาจสร้างร่องรอยเทคโนโลยีซึ่งเป็นผลกระทบต่อดาวเคราะห์ต้นกำเนิดที่อาจไม่ได้เกิดจากสาเหตุทางธรรมชาติ มีร่องรอยเทคโนโลยีหลักสามประเภทที่พิจารณา ได้แก่การสื่อสารระหว่างดวงดาวผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศ และโครงสร้างขนาดเท่าดาวเคราะห์ เช่นทรงกลมไดสัน^{[ 100 ]}

องค์กรต่างๆ เช่นสถาบัน SETIค้นหารูปแบบการสื่อสารที่เป็นไปได้ในจักรวาล พวกเขาเริ่มต้นด้วยคลื่นวิทยุและตอนนี้กำลังค้นหาพัลส์เลเซอร์ด้วย ความท้าทายในการค้นหานี้คือมีแหล่งกำเนิดสัญญาณตามธรรมชาติเช่นกัน เช่น การระเบิดรังสีแกมมาและซูเปอร์โนวา และความแตกต่างระหว่างสัญญาณธรรมชาติกับสัญญาณเทียมจะอยู่ที่รูปแบบเฉพาะ นักดาราศาสตร์ตั้งใจที่จะใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อการนี้ เนื่องจากสามารถจัดการข้อมูลจำนวนมากและปราศจากอคติและความคิดที่ตั้งไว้ล่วงหน้า^{[ 100 ]}นอกจากนี้ แม้ว่าจะมีอารยธรรมต่างดาวที่ก้าวหน้า ก็ไม่มีการรับประกันว่าพวกเขากำลังส่งสัญญาณวิทยุไปยังโลก ระยะเวลาที่จำเป็นสำหรับสัญญาณในการเดินทางข้ามอวกาศหมายความว่าคำตอบที่เป็นไปได้อาจมาถึงหลายสิบปีหรือหลายร้อยปีหลังจากข้อความเริ่มต้น^{[ 101 ]}

บรรยากาศของโลกอุดมไปด้วยไนโตรเจนไดออกไซด์อันเป็นผลมาจากมลพิษทางอากาศซึ่งสามารถตรวจจับได้ ความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติของคาร์บอนซึ่งมีปฏิกิริยาค่อนข้างสูง ทำให้มีแนวโน้มที่จะเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในการพัฒนาอารยธรรมเทคโนโลยีต่างดาวที่มีศักยภาพ เช่นเดียวกับบนโลกเชื้อเพลิงฟอสซิลอาจถูกสร้างและใช้ในโลกเหล่านั้นเช่นกัน ความอุดมสมบูรณ์ของคลอโรฟลูออโรคาร์บอนในบรรยากาศยังสามารถเป็นสัญญาณทางเทคโนโลยีที่ชัดเจนได้อีกด้วย เมื่อพิจารณาถึงบทบาทของมันในการทำลายโอโซนมลภาวะทางแสง อาจเป็นสัญญาณทางเทคโนโลยีอีกอย่างหนึ่ง เนื่องจากแสงไฟหลายดวงบนด้านกลางคืนของดาวเคราะห์หินอาจเป็นสัญญาณของการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูง อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่ ยังไม่ทรงพลังพอที่จะศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบด้วยรายละเอียดที่จำเป็นในการรับรู้^{[ 100 ]}

มาตราส่วนคาร์ดาเชฟเสนอว่าอารยธรรมหนึ่งอาจเริ่มบริโภคพลังงานโดยตรงจากดาวฤกษ์ในพื้นที่ของตนในที่สุด ซึ่งจะต้องมีการสร้างโครงสร้างขนาดยักษ์ไว้ข้างๆ ดาวฤกษ์นั้น เรียกว่าทรงกลมไดสัน โครงสร้างสมมติเหล่านี้จะทำให้เกิดรังสีอินฟราเรดส่วนเกิน ซึ่งกล้องโทรทรรศน์อาจตรวจพบได้ รังสีอินฟราเรดเป็นลักษณะเฉพาะของดาวฤกษ์อายุน้อยที่ล้อมรอบด้วยจานโปรโตแพลนตารีที่ มีฝุ่น ซึ่งในที่สุดจะก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ที่มีอายุมากเช่นดวงอาทิตย์จะไม่มีเหตุผลตามธรรมชาติที่จะมีรังสีอินฟราเรดส่วนเกิน^{[ 100 ]}การมีอยู่ของธาตุหนักในสเปกตรัมแสงของดาวฤกษ์เป็นอีกหนึ่ง สัญญาณบ่ง ชี้ทางชีวภาพ ที่เป็นไปได้ ธาตุดังกล่าว (ในทางทฤษฎี) จะพบได้หากดาวฤกษ์นั้นถูกใช้เป็นเตาเผา/ที่เก็บกักของเสียจากนิวเคลียร์^{[ 102 ]}

นักดาราศาสตร์บางคนค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อาจเอื้อต่อการดำรงชีวิต โดยจำกัดการค้นหาเฉพาะดาวเคราะห์คล้ายโลกที่อยู่ในเขตที่เอื้อต่อการดำรงชีวิตของดาวฤกษ์^{[ 103 ] [ 104 ]}ตั้งแต่ปี 1992 มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะมากกว่าสี่พันดวง (6,416 ดาวเคราะห์ในระบบดาวเคราะห์ 4,809 ระบบ รวมถึงระบบดาวเคราะห์หลายดวง 1,061 ระบบ ณ วันที่ 23 เมษายน 2026) ^{[ 105 ]}

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ค้นพบจนถึงปัจจุบันมีขนาดตั้งแต่ดาวเคราะห์คล้ายโลกไปจนถึงดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี^{[ 105 ]}คาดว่าจำนวนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่สังเกตได้จะเพิ่มขึ้นอย่างมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า^{[ 106 ]}กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์ ยังตรวจพบ ดาวเคราะห์ที่อาจเป็นไปได้อีกหลายพันดวง^{[ 107 ] [ 108 ] [ 109 ] [ 110 ]}ซึ่งประมาณ 11% อาจเป็นผลบวกเท็จ^{[ 111 ]}

โดยเฉลี่ยแล้วจะมีดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดวงต่อดาวฤกษ์หนึ่งดวง^{[ 112 ]}ประมาณ 1 ใน 5 ของดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์^{[ a ]} ​​มีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก^{[ b ]}อยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้^{[ c ]}โดยคาดว่าดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุดจะอยู่ห่างจากโลกไม่เกิน 12 ปีแสง^{[ 113 ] [ 114 ]}สมมติว่ามีดาวฤกษ์ 200 พันล้านดวงในทางช้างเผือก^{[ d ]}นั่นหมายถึงจะมีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่อาจอยู่อาศัยได้ถึง 11 พันล้านดวงในทางช้างเผือก และจะเพิ่มขึ้นเป็น 40 พันล้านดวงหากรวมดาวแคระแดง ด้วย ^{[ 115 ]}ดาวเคราะห์จรในทางช้างเผือกอาจมีจำนวนนับล้านล้านดวง^{[ 116 ]}

ดาวเคราะห์นอกระบบที่รู้จักใกล้ที่สุดคือProxima Centauri bซึ่งอยู่ห่างจากโลก 4.2 ปีแสง (1.3  pc ) ในกลุ่มดาวเซนทอรัสทาง ใต้ ^{[ 117 ]}

ณ เดือนมีนาคม พ.ศ. 2557 ดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลน้อยที่สุดที่รู้จักคือPSR B1257+12 Aซึ่งมีมวลประมาณสองเท่าของดวงจันทร์ดาวเคราะห์ที่มีมวลมากที่สุดที่ระบุไว้ในคลังข้อมูลดาวเคราะห์นอกระบบของ NASAคือDENIS-P J082303.1−491201 b [ ^{118 ] [ 119 ] ซึ่ง}มีมวลประมาณ 29 เท่าของดาวพฤหัสบดีแม้ว่าตามคำจำกัดความส่วนใหญ่ของดาวเคราะห์ แล้ว มันมีมวลมากเกินไปที่จะเป็นดาวเคราะห์และอาจเป็นดาวแคระน้ำตาลแทน ดาวเคราะห์เกือบทั้งหมดที่ตรวจพบจนถึงปัจจุบันอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก แต่ก็มีการตรวจพบดาวเคราะห์นอกกาแล็กซี ที่เป็นไปได้อยู่บ้าง การศึกษาเกี่ยวกับความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์ยังพิจารณาปัจจัยอื่นๆ อีกมากมายในการกำหนดความเหมาะสมของดาวเคราะห์สำหรับการเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต^{[ 12 ]}

สัญญาณหนึ่งที่บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์อาจมีสิ่งมีชีวิตอยู่แล้วคือการมีชั้นบรรยากาศที่มีออกซิเจน ในปริมาณมาก เนื่องจากก๊าซดังกล่าวมีปฏิกิริยาสูงและโดยทั่วไปจะไม่สามารถคงอยู่ได้นานหากไม่มีการเติมเต็มอย่างต่อเนื่อง การเติมเต็มนี้เกิดขึ้นบนโลกผ่านสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสง วิธีหนึ่งในการวิเคราะห์ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะคือการใช้สเปกโทรแกรมเมื่อ ดาวเคราะห์ โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ แม้ว่าวิธีนี้อาจทำได้เฉพาะกับดาวฤกษ์ที่สลัว เช่น ดาวแคระขาว เท่านั้น ^{[ 120 ]}

แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกโลกนั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ไม่เป็นที่แพร่หลายในช่วงแรกเริ่มของดาราศาสตร์คำอธิบายแรกเริ่มเกี่ยวกับวัตถุบนท้องฟ้าที่มองเห็นได้ในเวลากลางคืนนั้นอิงอยู่กับตำนาน นักวิชาการจากกรีกโบราณเป็นกลุ่มแรกที่พิจารณาว่าจักรวาลนั้นสามารถเข้าใจได้โดยเนื้อแท้ และปฏิเสธคำอธิบายที่อิงอยู่กับพลังเหนือธรรมชาติที่ไม่อาจเข้าใจได้ เช่น ตำนานเรื่องดวงอาทิตย์ถูกลากข้ามท้องฟ้าด้วยรถม้าของอพอลโลพวกเขายังไม่ได้พัฒนาวิธีการทางวิทยาศาสตร์และแนวคิดของพวกเขาตั้งอยู่บนความคิดและการคาดเดาล้วนๆ แต่พวกเขาก็ได้พัฒนาแนวคิดเบื้องต้นขึ้นมา เช่น คำอธิบายที่ต้องถูกทิ้งไปหากขัดแย้งกับข้อเท็จจริงที่สังเกตได้ การอภิปรายของนักวิชาการชาวกรีกเหล่านั้นได้วางรากฐานหลายอย่างที่จะนำไปสู่แนวคิดเรื่องสิ่งมีชีวิตนอกโลกในที่สุด เช่น โลกมีรูปทรงกลม ไม่ใช่แบน จักรวาลถูกกำหนดโครงสร้างครั้งแรกในแบบจำลองศูนย์กลาง โลก ที่พิจารณาว่าดวงอาทิตย์และวัตถุบนท้องฟ้าอื่นๆ ทั้งหมดโคจรรอบโลก อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่ได้พิจารณาว่าวัตถุเหล่านั้นเป็นโลก ในความเข้าใจของชาวกรีก โลกประกอบด้วยทั้งโลกและวัตถุบนท้องฟ้าที่มีการเคลื่อนไหวอย่างเห็นได้ชัดอนาซิแมนเดอร์คิดว่าจักรวาลสร้างขึ้นจากอะพีรอนซึ่งเป็นสารที่สร้างโลก และในที่สุดโลกก็จะกลับคืนสู่จักรวาล

ในที่สุดก็เกิดเป็นสองกลุ่ม คือกลุ่มอะตอมนิยมที่คิดว่าสสารทั้งบนโลกและในจักรวาลนั้นประกอบด้วยอะตอมขนาดเล็กของธาตุคลาสสิก (ดิน น้ำ ไฟ และอากาศ) อย่างเท่าเทียมกัน และกลุ่มอริสโตเตเลียนที่คิดว่าธาตุเหล่านั้นเป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของโลก และจักรวาลนั้นประกอบด้วยธาตุที่ห้า คืออีเธอ ร์ เอปิคูรัสนักอะตอม นิยม คิดว่ากระบวนการที่สร้างโลก สัตว์ และพืช ควรจะสร้างโลกอื่น ๆ ขึ้นที่อื่นด้วย พร้อมกับสัตว์และพืชของโลกเหล่านั้นเอง ในทางกลับกัน อริสโตเติลคิดว่าธาตุของโลกทั้งหมดตกลงสู่ศูนย์กลางของจักรวาลโดยธรรมชาติ และนั่นจะทำให้เป็นไปไม่ได้ที่ดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ จะมีอยู่ ณ ที่อื่น ภายใต้เหตุผลนั้น โลกจึงไม่เพียงแต่อยู่ตรงกลางเท่านั้น แต่ยังเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวในจักรวาลอีกด้วย^{[ 121 ]}

พหุนิยมจักรวาล พหุโลก หรือเรียกง่ายๆ ว่า พหุนิยม อธิบายถึงความเชื่อทางปรัชญาใน "โลก" จำนวนมากนอกเหนือจากโลก ซึ่งอาจมีสิ่งมีชีวิตนอกโลกอยู่ การยืนยันถึงชีวิตมนุษย์นอกโลกที่บันทึกไว้ครั้งแรกสุดพบได้ในคัมภีร์โบราณของศาสนาเชนมี "โลก" หลายแห่งที่กล่าวถึงในคัมภีร์เชนที่สนับสนุนการมีอยู่ของมนุษย์ ซึ่งรวมถึง ภารตเกษตร มหาวิเทห์เกษตรไอราวตเกษตรและหริเกษตรเป็นต้น^{[ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]}นักเขียนมุสลิมในยุคกลาง เช่นฟัคร อัล-ดิน อัล-ราซีและมูฮัมหมัด อัล-บากีร์สนับสนุนพหุนิยมจักรวาลบนพื้นฐานของอัลกุรอาน^{[ 125 ]} บทกวี The House of Fameของ ช อเซอร์ มีส่วนร่วมในการทดลองทางความคิดในยุคกลางที่ตั้งสมมติฐานเกี่ยว กับพหุโลก^{[ 126 ]}อย่างไรก็ตาม แนวคิดเหล่านั้นเกี่ยวกับโลกอื่นแตกต่างจากความรู้ในปัจจุบันเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาล และไม่ได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของระบบดาวเคราะห์อื่นนอกเหนือจากระบบสุริยะ เมื่อผู้เขียนเหล่านั้นพูดถึงโลกอื่น พวกเขาพูดถึงสถานที่ที่ตั้งอยู่ใจกลางระบบของตนเอง และมีกลุ่มดาวและจักรวาลล้อมรอบอยู่^{[ 127 ]}

แนวคิดของกรีกและข้อพิพาทระหว่างนักอะตอมนิยมและนักอริสโตเติลยังคงอยู่แม้หลังจากการล่มสลายของจักรวรรดิกรีกหอสมุดอเล็กซานเดรียได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้ ซึ่งส่วนหนึ่งได้รับการแปลโดยนักวิชาการอิสลามและรอดพ้นมาได้แม้หลังจากการปิดตัวลง แบกแดดได้รวบรวมความรู้จากชาวกรีก ชาวอินเดีย ชาวจีน และนักวิชาการของตนเอง และความรู้นี้ได้ขยายไปทั่วจักรวรรดิไบแซนไทน์จากนั้นจึงกลับคืนสู่ยุโรปในยุคกลางอย่างไรก็ตาม เนื่องจากหลักคำสอนอะตอมนิยมของกรีกถือว่าโลกถูกสร้างขึ้นจากการเคลื่อนไหวแบบสุ่มของอะตอม โดยไม่จำเป็นต้องมีเทพผู้สร้างจึงกลายเป็นที่เกี่ยวข้องกับลัทธิอเทวนิยมและข้อพิพาทนี้ก็เกี่ยวพันกับข้อพิพาททางศาสนา^{[ 128 ]}ถึงกระนั้น คริสตจักรก็ไม่ได้ตอบสนองต่อหัวข้อเหล่านั้นในลักษณะที่เป็นเอกภาพ และมีมุมมองที่เข้มงวดและผ่อนปรนมากกว่าภายในคริสตจักรเอง^{[ 129 ]}

การกล่าวถึงคำว่า 'panspermia' ครั้งแรกที่ทราบกันนั้นอยู่ในงานเขียนของนักปรัชญากรีก ในศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช ชื่ออนาซากอรัสเขาเสนอแนวคิดที่ว่าชีวิตมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง^{[ 130 ]}

ในช่วงปลายยุคกลางมีข้อผิดพลาดมากมายที่ทราบกันดีในแบบจำลองโลกเป็นศูนย์กลาง แต่ก็ยังคงใช้กันอยู่เพราะ การสังเกต ด้วยตาเปล่าให้ข้อมูลที่จำกัดนิโคลาอุส โคเปอร์นิคัสเริ่มต้นการปฏิวัติโคเปอร์นิคัสโดยเสนอว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์แทนที่จะโคจรรอบโลก ข้อเสนอของเขาไม่ได้รับการยอมรับมากนักในตอนแรก เพราะเขายังคงสมมติว่าวงโคจรเป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบ แบบจำลองของเขาจึงนำไปสู่ข้อผิดพลาดมากมายเช่นเดียวกับแบบจำลองโลกเป็นศูนย์กลางไทโค บราเฮปรับปรุงข้อมูลที่มีอยู่ด้วยหอดูดาวที่สังเกตด้วยตาเปล่า ซึ่งทำงานร่วมกับเครื่องมือวัดมุม ที่ซับซ้อนมาก ไทโคไม่สามารถตีความการสังเกตของเขาได้ แต่โยฮันเนส เคปเลอร์ทำได้: วงโคจรไม่ได้เป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบ แต่เป็นวงรี ความรู้นี้เป็นประโยชน์ต่อแบบจำลองโคเปอร์นิคัส ซึ่งตอนนี้ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แบบเกือบทั้งหมด การประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ในเวลาต่อมาไม่นาน ซึ่งได้รับการพัฒนาให้สมบูรณ์โดยกาลิเลโอ กาลิเลอีได้คลายข้อสงสัยสุดท้าย และการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ก็เสร็จสมบูรณ์^{[ 131 ]}ภายใต้ความเข้าใจใหม่นี้ แนวคิดเรื่องสิ่งมีชีวิตนอกโลกจึงเป็นไปได้: หากโลกเป็นเพียงดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ก็อาจมีดาวเคราะห์ที่คล้ายกับโลกอยู่ที่อื่น การศึกษาทางดาราศาสตร์ของวัตถุที่อยู่ไกลออกไปยังพิสูจน์ได้ว่ากฎทางฟิสิกส์นั้นเหมือนกันในที่อื่น ๆ ในจักรวาลเช่นเดียวกับบนโลก โดยไม่มีอะไรที่ทำให้ดาวเคราะห์นั้นพิเศษอย่างแท้จริง^{[ 132 ]}

แนวคิดใหม่นี้ได้รับการต่อต้านจากคริสตจักรคาทอลิก กาลิเลโอถูกพิจารณาคดีในข้อหาใช้แบบจำลองสุริยจักรวาลเป็นศูนย์กลาง ซึ่งถือว่าเป็นลัทธินอกรีต และถูกบังคับให้ถอนคำพูด^{[ 133 ]}ผู้สนับสนุนแนวคิดเรื่องสิ่งมีชีวิตนอกโลกในยุคต้นสมัยใหม่ที่รู้จักกันดีที่สุดคือนักปรัชญาชาวอิตาลีจิออร์ดาโน บรูโนผู้ซึ่งโต้แย้งในศตวรรษที่ 16 ว่ามีจักรวาลที่ไม่มีที่สิ้นสุด โดยที่ดาวฤกษ์ทุกดวงล้อมรอบด้วยระบบดาวเคราะห์ ของตนเอง บรูโนเขียนว่าโลกอื่นๆ "ไม่ได้มีคุณธรรมหรือธรรมชาติที่แตกต่างจากโลกของเรา" และเช่นเดียวกับโลก "มีสัตว์และสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่" ^{[ 134 ]}ความเชื่อของบรูโนในเรื่องความหลากหลายของโลกเป็นหนึ่งในข้อกล่าวหาที่ศาลศาสนาศักดิ์สิทธิ์แห่งเวนิส ตั้งขึ้นกับเขา ซึ่งได้พิจารณาคดีและประหารชีวิตเขา^{[ 135 ]}

แบบจำลองเฮลิโอเซนทริกได้รับการเสริมความแข็งแกร่งยิ่งขึ้นด้วยการตั้งสมมติฐานของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงโดยเซอร์ไอแซค นิวตันทฤษฎีนี้ได้ให้คณิตศาสตร์ที่อธิบายการเคลื่อนที่ของทุกสิ่งในจักรวาล รวมถึงวงโคจรของดาวเคราะห์ ณ จุดนี้ แบบจำลองจีโอเซนทริกถูกละทิ้งไปอย่างแน่นอน ในเวลานี้ การใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ได้กลายเป็นมาตรฐาน และการค้นพบใหม่ ๆ คาดว่าจะให้หลักฐานและคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวด วิทยาศาสตร์ยังให้ความสนใจอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นในกลไกของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ พยายามอธิบายไม่เพียงแต่ว่าธรรมชาติทำงานอย่างไร แต่ยังรวมถึงเหตุผลที่ทำให้เป็นเช่นนั้นด้วย^{[ 136 ]}

ก่อนหน้านี้แทบไม่มีการอภิปรายเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกโลกเลย เนื่องจากแนวคิดของอริสโตเติลยังคงมีอิทธิพลอยู่ ในขณะที่ทฤษฎีโลกเป็นศูนย์กลางยังคงได้รับการยอมรับ เมื่อในที่สุดทฤษฎีนี้ได้รับการพิสูจน์ว่าผิด มันไม่ได้หมายความเพียงแค่ว่าโลกไม่ได้เป็นศูนย์กลางของจักรวาลเท่านั้น แต่ยังหมายความว่าแสงที่เห็นบนท้องฟ้าไม่ใช่แค่แสง แต่เป็นวัตถุทางกายภาพ แนวคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิตอาจมีอยู่ในนั้นด้วยจึงกลายเป็นหัวข้อสนทนาที่ต่อเนื่อง แม้ว่าจะไม่มีวิธีการตรวจสอบในทางปฏิบัติก็ตาม^{[ 137 ]}

ความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตนอกโลกยังคงเป็นการคาดเดาที่แพร่หลายในขณะที่การค้นพบทางวิทยาศาสตร์เร่งตัวขึ้นวิลเลียม เฮอร์ เชล ผู้ค้นพบยูเรนัสเป็นหนึ่งในนักดาราศาสตร์หลายคนในศตวรรษที่ 18-19 ที่เชื่อว่าระบบสุริยะมีสิ่งมีชีวิตต่างดาวอาศัยอยู่ นักวิชาการคนอื่นๆ ในยุคนั้นที่สนับสนุน "พหุนิยมแห่งจักรวาล" ได้แก่อิมมานูเอล คานต์และเบนจามิน แฟรงคลินในช่วงสูงสุดของยุคเรืองปัญญาแม้แต่ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ก็ยังถูกพิจารณาว่าเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตนอกโลก^{[ 138 ] [ 139 ]}

การคาดเดาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารเพิ่มมากขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 หลังจากการสังเกตคลองบนดาวอังคาร ด้วยกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งต่อมาก็พิสูจน์ได้ว่าเป็นเพียงภาพลวงตา^{[ 140 ]}ถึงกระนั้น ในปี 1895 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เพอร์ซิวัล โลเวลล์ได้ตีพิมพ์หนังสือMarsตามด้วยMars and its Canalsในปี 1906 โดยเสนอว่าคลองเหล่านั้นเป็นผลงานของอารยธรรมที่สาบสูญไปนานแล้ว^{[ 141 ]}

การวิเคราะห์ สเปกโทรสโกปีของชั้นบรรยากาศของดาวอังคารเริ่มต้นอย่างจริงจังในปี พ.ศ. 2437 เมื่อวิลเลียม วอลเลซ แคมป์เบล นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน แสดงให้เห็นว่าไม่มีน้ำหรือออกซิเจนอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร [ ^{142 ] ใน}ปี พ.ศ. 2452 กล้องโทรทรรศน์ที่ดีขึ้นและการโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของดาวอังคารที่ดีที่สุดนับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2420 ได้ยุติสมมติฐานเรื่องคลองอย่างเด็ดขาด^{[ 143 ]}

ผลที่ตามมาจากการเชื่อในทฤษฎีการกำเนิดสิ่งมีชีวิตโดยธรรมชาติทำให้มีการพิจารณาสภาพของวัตถุบนท้องฟ้าแต่ละดวงน้อยมาก โดยสันนิษฐานกันว่าสิ่งมีชีวิตจะเจริญเติบโตได้ทุกที่ ทฤษฎีนี้ถูกหักล้างโดยหลุยส์ ปาสเตอร์ในศตวรรษที่ 19 ความเชื่อที่แพร่หลายเกี่ยวกับอารยธรรมต่างดาวที่เจริญรุ่งเรืองในที่อื่น ๆ ในระบบสุริยะยังคงแข็งแกร่งจนกระทั่งยานมาริเนอร์ 4และมาริเนอร์ 9ให้ภาพระยะใกล้ของดาวอังคาร ซึ่งหักล้างความคิดเรื่องการมีอยู่ของชาวดาวอังคารไปตลอดกาล และลดความคาดหวังก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการค้นพบสิ่งมีชีวิตต่างดาวโดยทั่วไป^{[ 144 ]}การสิ้นสุดของความเชื่อเรื่องการกำเนิดสิ่งมีชีวิตโดยธรรมชาติบังคับให้มีการตรวจสอบต้นกำเนิดของชีวิต แม้ว่า ทฤษฎี การกำเนิดจากสิ่งไม่มีชีวิตจะเป็นที่ยอมรับมากกว่า แต่ผู้เขียนจำนวนหนึ่งได้นำคำว่า "แพนสเปอร์เมีย" กลับมาใช้ใหม่และเสนอว่าชีวิตถูกนำมาสู่โลกจากที่อื่น^{[ 130 ]}ผู้เขียนบางส่วนเหล่านั้น ได้แก่Jöns Jacob Berzelius (1834) ^{[ 145 ]} Kelvin (1871) ^{[ 146 ]} Hermann von Helmholtz (1879) ^{[ 147 ]}และต่อมาไม่นานนัก โดยSvante Arrhenius (1903) ^{[ 148 ]}

แม้ว่าในสมัยนั้นจะยังไม่มีการตั้งชื่อประเภทนิยายวิทยาศาสตร์อย่างเป็นทางการ แต่ก็พัฒนาขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 การขยายตัวของประเภทนิยายเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกโลกส่งผลต่อการรับรู้ของผู้คนเกี่ยวกับเรื่องนี้ในชีวิตจริง ทำให้ผู้คนกระตือรือร้นที่จะด่วนสรุปเกี่ยวกับการค้นพบสิ่งมีชีวิตนอกโลก วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าไปอย่างช้าๆ การค้นพบบางอย่างกระตุ้นความคาดหวัง และบางอย่างก็ทำลายความหวังที่มากเกินไป ตัวอย่างเช่น เมื่อมีกล้องโทรทัศน์เกิดขึ้น โครงสร้างส่วนใหญ่ที่เห็นบนดวงจันทร์หรือดาวอังคารก็ถูกระบุว่าเป็นฝีมือของชาวเซเลไนต์หรือชาวดาวอังคารในทันที และต่อมากล้องโทรทัศน์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าก็เปิดเผยว่าการค้นพบทั้งหมดนั้นเป็นลักษณะทางธรรมชาติ^{[ 135 ]}กรณีที่มีชื่อเสียงคือ ภูมิภาค ไซโดเนียบนดาวอังคาร ซึ่งถ่ายภาพครั้งแรกโดย ยานสำรวจ ไวกิ้ง 1ภาพถ่ายความละเอียดต่ำแสดงให้เห็นการก่อตัวของหินที่คล้ายกับใบหน้ามนุษย์ แต่ยานอวกาศรุ่นต่อมาได้ถ่ายภาพที่มีรายละเอียดสูงกว่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไม่มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับสถานที่นั้น^{[ 149 ]}

ความพยายามระดับนานาชาติครั้งสำคัญในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก เรียงตามเข็มนาฬิกาจากซ้ายบน:

• การค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (ภาพ: กล้องโทรทรรศน์เคปเลอ ร์ )
• การรับฟังสัญญาณจากนอกโลกที่บ่งชี้ถึงสติปัญญา (ภาพ: อัลเลน อาร์เรย์ )
• การสำรวจระบบสุริยะด้วยหุ่นยนต์ ( ภาพ : ยานสำรวจคิวริโอซิตีบนดาวอังคาร )

การค้นหาและศึกษาสิ่งมีชีวิตนอกโลกกลายเป็นวิทยาศาสตร์แขนงหนึ่งที่เรียกว่า ดาราชีววิทยา ( Astrobiology ) หรือที่รู้จักกันในชื่อเอกโซชีววิทยา (Exobiology ) สาขาวิชานี้ได้รับการศึกษาโดยNASA , ESA , INAFและหน่วยงานอื่นๆ ดาราชีววิทยาศึกษาสิ่งมีชีวิตบนโลกเช่นกัน แต่ในมุมมองระดับจักรวาล ตัวอย่างเช่น การกำเนิดสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิต (Abiogenesis)เป็นสิ่งที่ดาราชีววิทยาสนใจ ไม่ใช่เพราะต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก แต่เพราะโอกาสที่กระบวนการที่คล้ายกันจะเกิดขึ้นในวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นๆ หลายแง่มุมของสิ่งมีชีวิต ตั้งแต่นิยามไปจนถึงเคมี ถูกวิเคราะห์ว่าน่าจะคล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบทั่วทั้งจักรวาล หรือเป็นลักษณะเฉพาะของโลกเท่านั้น^{[ 150 ]}อย่างไรก็ตาม ดาราชีววิทยายังคงถูกจำกัดด้วยการขาดแคลนสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่จะศึกษาในปัจจุบัน เนื่องจากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน และเป็นการยากที่จะอนุมานลักษณะทั่วไปจากกลุ่มที่มีตัวอย่างเพียงตัวเดียวให้วิเคราะห์^{[ 151 ]}

ศตวรรษที่ 20 มาพร้อมกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างมาก การคาดการณ์เกี่ยวกับเทคโนโลยีสมมติฐาน ในอนาคต และความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่เพิ่มขึ้นของประชาชนทั่วไป อันเนื่องมาจากการเผยแพร่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ผ่านสื่อมวลชน ความสนใจของสาธารณชนในสิ่งมีชีวิตนอกโลกและการขาดการค้นพบโดยวิทยาศาสตร์กระแสหลัก นำไปสู่การเกิดขึ้นของวิทยาศาสตร์เทียมที่ให้คำตอบยืนยัน แม้ว่าจะน่าสงสัยก็ตาม เกี่ยวกับการมีอยู่ของมนุษย์ต่างดาววิชายูโฟโลยีอ้างว่าวัตถุบินที่ไม่ สามารถระบุได้ (UFO) จำนวนมากจะเป็นยานอวกาศจากสิ่งมีชีวิตต่างดาว และ สมมติฐาน นักบินอวกาศโบราณอ้างว่ามนุษย์ต่างดาวเคยมาเยือนโลกในสมัยโบราณและยุคก่อนประวัติศาสตร์ แต่ผู้คนไม่สามารถเข้าใจได้ในเวลานั้น^{[ 152 ]} UFO หรือการพบเห็น UFO ส่วนใหญ่ ^{[ 153 ]}สามารถอธิบายได้ง่ายๆ ว่าเป็นการพบเห็นเครื่องบินบนโลก (รวมถึงเครื่องบินลับสุดยอด ) วัตถุทางดาราศาสตร์ ที่รู้จัก หรือปรากฏการณ์สภาพอากาศ หรือเป็นการหลอกลวง^{[ 154 ]}

นอกเหนือจากวิทยาศาสตร์เทียมแล้วลูอิส ไวท์ เบ็คพยายามยกระดับการสนทนาสาธารณะเกี่ยวกับหัวข้อสิ่งมีชีวิตนอกโลกโดยการติดตามวิวัฒนาการของความคิดทางปรัชญาตลอดหลายศตวรรษตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงยุคปัจจุบัน การทบทวนผลงานของลูเครติอุส พลูตาร์ คอริสโตเติลโคเปอร์นิคัส อิมมานูเอล คานต์ จอห์ น วิล กินส์ ชา ร์ล ส์ดาร์วินและคาร์ล มาร์กซ์แสดงให้เห็นว่าแม้ในยุคปัจจุบัน มนุษยชาติก็อาจได้รับอิทธิพลอย่างมากในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกจากแนวคิดต้นแบบที่ละเอียดอ่อนและปลอบประโลม ซึ่งส่วนใหญ่มาจากระบบความเชื่อทางศาสนา ปรัชญา และการดำรงอยู่ที่ยึดมั่นอย่างแน่นแฟ้น อย่างไรก็ตาม เบ็คยังโต้แย้งในแง่ดีว่า แม้ว่าการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกจะไม่ประสบความสำเร็จ ความพยายามนั้นก็อาจมีผลดีโดยการช่วยเหลือมนุษยชาติในการพยายามสร้างวิถีชีวิตที่ดีกว่าบนโลกนี้^{[ 155 ]}

ในศตวรรษที่ 21 เป็นที่ยอมรับกันว่าสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ในระบบสุริยะสามารถดำรงอยู่ได้เฉพาะบนโลกเท่านั้น แต่ความสนใจในสิ่งมีชีวิตนอกโลกกลับเพิ่มขึ้นไม่ว่าอย่างไรก็ตาม นี่เป็นผลมาจากความก้าวหน้าในวิทยาศาสตร์หลายแขนง ความรู้เกี่ยวกับความเหมาะสมของดาวเคราะห์สำหรับการอยู่อาศัยทำให้สามารถพิจารณาความเป็นไปได้ในการค้นพบสิ่งมีชีวิตบนวัตถุท้องฟ้าแต่ละดวงในเชิงวิทยาศาสตร์ได้ เนื่องจากทราบว่าคุณลักษณะใดเป็นประโยชน์และเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ดาราศาสตร์และกล้องโทรทรรศน์ก็ได้รับการพัฒนาจนถึงจุดที่สามารถยืนยันและศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้ ทำให้จำนวนสถานที่ค้นหาเพิ่มขึ้น สิ่งมีชีวิตอาจยังคงมีอยู่ ณ ที่อื่นในระบบสุริยะในรูปแบบเซลล์เดียว แต่ความก้าวหน้าในยานอวกาศทำให้สามารถส่งหุ่นยนต์ไปศึกษาตัวอย่างในสถานที่จริงได้ ด้วยเครื่องมือที่มีความซับซ้อนและน่าเชื่อถือมากขึ้น แม้ว่าจะยังไม่พบสิ่งมีชีวิตนอกโลก และสิ่งมีชีวิตอาจยังคงหายากจากโลก แต่ก็มีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ที่ทำให้สงสัยว่ามันอาจมีอยู่ ณ ที่อื่น และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอาจตรวจจับได้หากมีอยู่จริง^{[ 156 ]}

นักวิทยาศาสตร์หลายคนมองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับโอกาสในการค้นพบสิ่งมีชีวิตต่างดาว แฟรงค์ เดรก จาก SETI กล่าวว่า "สิ่งเดียวที่เรารู้แน่ชัดคือท้องฟ้าไม่ได้เต็มไปด้วยเครื่องส่งสัญญาณไมโครเวฟที่มีกำลังสูง" ^{[ 157 ]}เดรกตั้งข้อสังเกตว่าเป็นไปได้โดยสิ้นเชิงที่เทคโนโลยีขั้นสูงจะทำให้การสื่อสารเกิดขึ้นในรูปแบบอื่นนอกเหนือจากการส่งสัญญาณวิทยุแบบดั้งเดิม ในขณะเดียวกัน ข้อมูลที่ได้จากยานสำรวจอวกาศและความก้าวหน้าอย่างมากในวิธีการตรวจจับ ทำให้วิทยาศาสตร์เริ่มกำหนดเกณฑ์การอยู่อาศัยบนโลกอื่น และยืนยันว่าอย่างน้อยก็มีดาวเคราะห์ดวงอื่นอยู่มากมาย แม้ว่าสิ่งมีชีวิตต่างดาวจะยังคงเป็นเครื่องหมายคำถามสัญญาณ Wow!ที่ตรวจพบในปี 1977 โดยโครงการ SETI ยังคงเป็นหัวข้อของการถกเถียงเชิงคาดการณ์^{[ 158 ]}

ในทางกลับกัน นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ มองโลกในแง่ร้ายJacques Monodเขียนว่า "ในที่สุดมนุษย์ก็รู้ว่าเขาอยู่เพียงลำพังในความยิ่งใหญ่อันไร้ความรู้สึกอันกว้างใหญ่ไพศาลของจักรวาล ซึ่งเขาได้ถือกำเนิดขึ้นมาโดยบังเอิญ" ^{[ 159 ]}ในปี 2000 นักธรณีวิทยาและนักบรรพชีวินวิทยาPeter WardและนักชีววิทยาอวกาศDonald Brownleeได้ตีพิมพ์หนังสือชื่อRare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe ^{[ 160 ]}ในหนังสือเล่มนี้ พวกเขาได้อภิปรายสมมติฐาน Rare Earthซึ่งพวกเขาอ้างว่าสิ่งมีชีวิตที่คล้ายโลกนั้นหายากในจักรวาลในขณะที่ สิ่งมีชีวิต ขนาดเล็กนั้นพบได้ทั่วไป Ward และ Brownlee เปิดรับแนวคิดเรื่องวิวัฒนาการบนดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะสำคัญที่คล้ายโลก เช่น DNA และคาร์บอน

สำหรับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีสตีเฟน ฮอว์คิงเตือนในปี 2010 ว่ามนุษย์ไม่ควรพยายามติดต่อกับสิ่งมีชีวิตต่างดาว เขาเตือนว่ามนุษย์ต่างดาวอาจปล้นทรัพยากรจากโลก “หากมนุษย์ต่างดาวมาเยือนเรา ผลลัพธ์ก็คงจะเหมือนกับตอนที่โคลัมบัสขึ้นฝั่งที่อเมริกาซึ่งไม่ได้จบลงด้วยดีสำหรับชาวพื้นเมืองอเมริกัน ” เขากล่าว^{[ 161 ]}จาเร็ด ไดมอนด์เคยแสดงความกังวลในทำนองเดียวกันมาก่อน^{[ 162 ]}เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 2015 ฮอว์คิงและมหาเศรษฐีชาวรัสเซียยูริ มิลเนอร์พร้อมด้วยสถาบัน SETIประกาศโครงการที่มีเงินทุนสนับสนุนอย่างดี เรียกว่า โครงการริเริ่มความก้าวหน้า (Breakthrough Initiatives ) เพื่อขยายความพยายามในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก กลุ่มดังกล่าวได้ว่าจ้าง กล้องโทรทรรศน์ Robert C. Byrd Green Bank ขนาด 100 เมตร ในรัฐเวสต์เวอร์จิเนีย สหรัฐอเมริกา และกล้องโทรทรรศน์ Parkes ขนาด 64 เมตร ในรัฐนิวเซาท์เวลส์ ประเทศออสเตรเลีย^{[ 163 ]}เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ 2015 นักวิทยาศาสตร์ (รวมถึงGeoffrey Marcy , Seth Shostak , Frank DrakeและDavid Brin ) ในการประชุมของสมาคมอเมริกันเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ได้หารือเกี่ยวกับActive SETIและว่าการส่งข้อความไปยังสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่มีสติปัญญาในจักรวาล นั้น เป็นความคิดที่ดีหรือ ไม่ ^{[ 164 ] [ 165 ]}ผลลัพธ์ประการหนึ่งคือคำแถลงที่ลงนามโดยหลายคนว่า "การอภิปรายทางวิทยาศาสตร์ การเมือง และมนุษยธรรมทั่วโลกจะต้องเกิดขึ้นก่อนที่จะส่งข้อความใดๆ" ^{[ 166 ]}

สนธิสัญญาอวกาศปี 1967 และข้อตกลงดวงจันทร์ ปี 1979 กำหนดกฎเกณฑ์การคุ้มครองดาวเคราะห์จากสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่อาจเป็นอันตรายCOSPARยังให้แนวทางสำหรับการคุ้มครองดาวเคราะห์อีกด้วย^{[ 167 ]} ในปี 1977 คณะกรรมการของสำนักงานกิจการอวกาศแห่งสหประชาชาติได้หารือเกี่ยวกับกลยุทธ์ในการติดต่อกับสิ่งมีชีวิตหรือสติปัญญานอกโลกเป็นเวลาหนึ่งปี การหารือสิ้นสุดลงโดยไม่มีข้อสรุปใดๆ ณ ปี 2010 สหประชาชาติยังขาดกลไกการตอบสนองในกรณีที่มีการติดต่อกับสิ่งมีชีวิตนอกโลก^{[ 168 ]}

หนึ่งในหน่วยงานของ NASA คือสำนักงานความปลอดภัยและการรับประกันภารกิจ (OSMA) หรือที่รู้จักกันในชื่อสำนักงานคุ้มครองดาวเคราะห์ ภารกิจส่วนหนึ่งของสำนักงานนี้คือ "ป้องกันการปนเปื้อนย้อนกลับของโลกโดยสิ่งมีชีวิตนอกโลกอย่างเข้มงวด" ^{[ 169 ]}

ในปี 2559 รัฐบาลจีนได้เผยแพร่เอกสารไวท์เปเปอร์ซึ่งให้รายละเอียดเกี่ยวกับโครงการอวกาศ ของตน ตามเอกสารดังกล่าว หนึ่งในวัตถุประสงค์การวิจัยของโครงการคือการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก^{[ 170 ]}ซึ่งเป็นหนึ่งในวัตถุประสงค์ของ โครงการ กล้องโทรทรรศน์ทรงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 เมตร (FAST) ของจีนด้วย ^{[ 171 ]}

ในปี 2020 ดมิทรี โรโกซินหัวหน้าหน่วยงานอวกาศของรัสเซียกล่าวว่าการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกเป็นหนึ่งในเป้าหมายหลักของการวิจัยอวกาศห้วงลึก เขายังยอมรับความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมบนดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ^{[ 172 ]}

หน่วยงานอวกาศของฝรั่งเศสมีสำนักงานสำหรับการศึกษา "ปรากฏการณ์อวกาศที่ไม่สามารถระบุได้" ^{[ 173 ] [ 174 ]}หน่วยงานดังกล่าวได้จัดทำฐานข้อมูลที่เข้าถึงได้โดยสาธารณะเกี่ยวกับปรากฏการณ์ดังกล่าว โดยมีรายการรายละเอียดมากกว่า 1600 รายการ ตามที่หัวหน้าสำนักงานกล่าว รายการส่วนใหญ่มีคำอธิบายที่ธรรมดา แต่สำหรับ 25% ของรายการนั้น ไม่สามารถยืนยันหรือปฏิเสธต้นกำเนิดจากนอกโลกได้^{[ 173 ]}

ในปี 2020 ประธานองค์การอวกาศอิสราเอลไอแซค เบน-อิสราเอลกล่าวว่า ความน่าจะเป็นที่จะตรวจพบสิ่งมีชีวิตในอวกาศนั้น "ค่อนข้างสูง" แต่เขาไม่เห็นด้วยกับอดีตเพื่อนร่วมงานของเขาไฮม์ เอเชดที่กล่าวว่ามีการติดต่อระหว่างอารยธรรมต่างดาวที่ก้าวหน้ากับรัฐบาลบางแห่งของโลก^{[ 175 ]}

แม้ว่าแนวคิดเรื่องมนุษย์ต่างดาวจะกลายเป็นเรื่องที่เป็นไปได้เมื่อดาราศาสตร์พัฒนามากพอที่จะเข้าใจธรรมชาติของดาวเคราะห์ แต่ก็ยังไม่มีใครคิดว่าพวกเขาแตกต่างจากมนุษย์ เนื่องจากไม่มีคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับต้นกำเนิดของมนุษยชาติและความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น จึงไม่มีเหตุผลที่จะคาดหวังว่าพวกเขาจะเป็นอย่างอื่น สิ่งนี้เปลี่ยนไปโดยหนังสือOn the Origin of Species ในปี 1859 โดยชาร์ลส์ ดาร์วินซึ่งเสนอทฤษฎีวิวัฒนาการด้วยแนวคิดที่ว่าวิวัฒนาการบนดาวเคราะห์ดวงอื่นอาจดำเนินไปในทิศทางอื่น นักเขียน นิยายวิทยาศาสตร์จึงสร้างมนุษย์ต่างดาวที่แปลกประหลาด ซึ่งแตกต่างจากมนุษย์อย่างชัดเจน วิธีปกติในการทำเช่นนั้นคือการเพิ่มลักษณะทางกายภาพจากสัตว์อื่น เช่น แมลงหรือปลาหมึก ความเป็นไปได้ของเครื่องแต่งกายและเทคนิคพิเศษควบคู่ไปกับการพิจารณางบประมาณทำให้ภาพยนตร์และซีรีส์โทรทัศน์ต้องลดทอนจินตนาการลง แต่ข้อจำกัดเหล่านี้ลดลงตั้งแต่ทศวรรษ 1990 ด้วยการมาถึงของภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ (CGI) และต่อมาเมื่อ CGI มีประสิทธิภาพมากขึ้นและราคาถูกลง^{[ 176 ]}

เหตุการณ์ในชีวิตจริงบางครั้งดึงดูดจินตนาการของผู้คนและส่งผลต่อผลงานวรรณกรรม ตัวอย่างเช่น ในเหตุการณ์ของบาร์นีย์และเบ็ตตี้ ฮิลล์ ซึ่งเป็นการอ้างการ ถูกลักพาตัวโดยมนุษย์ต่างดาวที่บันทึกไว้เป็นครั้งแรกทั้งคู่รายงานว่าพวกเขาถูกลักพาตัวและทดลองโดยมนุษย์ต่างดาวที่มีหัวขนาดใหญ่ ตาโต ผิวสีเทาซีด และจมูกเล็ก ซึ่งคำอธิบายนี้ในที่สุดก็กลายเป็นต้น แบบของ มนุษย์ต่างดาวสีเทาที่เคยใช้ในผลงานวรรณกรรม^{[ 176 ]}

Wikisource มีผลงานวิจัยต้นฉบับเกี่ยวกับหัวข้อ: สิ่งมีชีวิตนอกโลก

• ดาราชีววิทยาที่นาซา
• สถาบันดาราชีววิทยาแห่งยุโรป