حیات فرازمینی
احتمال وجود حیات

مقاله‌های اصلی: معادله دریک و هوش فرازمینی
اینکه آیا حیات و هوش فرازمینی در جهان هستی فراگیر هستند یا کمیاب، همچنان مشخص نیست. فرضیهٔ فراگیر بودن حیات فرازمینی بر سه بخش استوار است. اول، وسعت جهان این امکان را فراهم می‌کند که سیارات پرشماری شباهت زیادی به زمین از نظر زیست پذیری داشته باشند و عمر جهان هستی نیز به این معناست که زمان کافی برای فرآیندی طولانی مشابهٔ آنچه در زمین رخ داد وجود داشته است. دوم، عناصر شیمیایی تشکیل دهندهٔ زندگی مانند کربن و آب در سراسر جهان فراگیر هستند. سوم اینکه قوانین فیزیکی در هستی ثابت هستند، به این معنی که نیروهای تسهیل‌کننده یا مانع از وجود حیات همان‌هایی خواهند بود که در زمین وجود دارند. طبق این استدلال که توسط دانشمندانی مانند کارل ساگان و استیون هاوکینگ مطرح شده است، وجود نداشتنِ حیات در جای دیگری به جز زمین غیرقابل تصور به نظر می‌رسد. این استدلال در اصل کوپرنیکی — که بیان می‌کند زمین جایگاه منحصر به فردی در جهان هستی ندارد — و اصل میانه‌روی — که بیان می‌کند حیات روی زمین هیچ ویژگی خاصی ندارد — تجسم یافته است.
برخی دیگر از نویسندگان برعکس معتقدند که حیات در کیهان، یا حداقل حیات چندسلولی، ممکن است واقعاً کمیاب باشد. فرضیهٔ زمین سیارهٔ بی‌همتا می‌گوید حیات روی زمین به دلیل مجموعه‌ای از عوامل — از موقعیت در کهکشان و پیکربندی منظومهٔ شمسی تا ویژگی‌های محلی سیاره — امکان‌پذیر شده است و بعید است که تمام این الزامات به‌طور همزمان توسط سیارهٔ دیگری برآورده شوند. طرفداران این فرضیه در نظر می‌گیرند که شواهد بسیار کمی حاکی از وجود حیات فرازمینی وجود دارد و وجود حیات فرازمینی در حال حاضر صرفاً یک امکانِ مطلوب است و نه یک توضیح علمی معقول برای داده‌های موجود.
در سال ۱۹۶۱، فرانک دریک، ستاره‌شناس و اخترفیزیک‌دان، معادلهٔ دریک را به‌عنوان راهی برای برانگیختن گفتگوی علمی در جلسه‌ای دربارهٔ جستجوی هوش فرازمینی (SETI) ابداع کرد. معادلهٔ دریک یک استدلال احتمالی است که برای تخمین تعداد تمدن‌های فعال و ارتباط‌گیرندهٔ فرازمینی در کهکشان راه شیری استفاده می‌شود. معادلهٔ دریک چنین است:
که در آن
و
معادلهٔ دریک چنین است اما اعداد سمت راست معادله فرضی هستند.
10{,}000=5\cdot 0.5\cdot 2\cdot 1\cdot 0.2\cdot 1\cdot 10{,}000
معادلهٔ دریک از زمان مطرح شدنش بحث‌برانگیز بوده است، زیرا با وجود اینکه به شکل معادله‌ای ریاضی نوشته شده، هیچ‌کدام از مقادیر آن در آن زمان مشخص نبودند. اگرچه ممکن است در نهایت برخی از مقادیر اندازه‌گیری شوند، اما برخی دیگر بر اساس علوم اجتماعی هستند و ذاتاً قابل شناخت نیستند. این موضوع، نتیجه‌گیری قابل توجهی را از معادله امکان‌پذیر نمی‌سازد.
بر اساس مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل، تقریباً ۲ تریلیون کهکشان در جهان قابل مشاهده وجود دارد. تخمین زده می‌شود که حداقل ۱۰ درصد از تمامی ستاره‌های مشابه خورشید، یک منظومهٔ سیاره‌ای داشته باشند، یعنی ۷۰۱۸۶۲۵۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۶٫۲۵×۱۰۱۸ ستاره در جهان قابل مشاهده وجود دارند که سیاراتی به دور آن‌ها می‌چرخند. حتی اگر فرض شود تنها یک میلیارد از این ستاره‌ها دارای سیاره‌ای با توانایی پشتیبانی از حیات باشند، حدود ۶٫۲۵ میلیارد سامانهٔ سیاره‌ای قادر به پشتیبانی از حیات در جهان قابل مشاهده وجود خواهد داشت. مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۳ بر اساس نتایج فضاپیمای کپلر تخمین زد که کهکشان راه شیری حداقل به اندازهٔ تعداد ستاره‌هایش، یعنی ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد سیاره خارج از منظومه شمسی دارد.
تناقض ظاهری بین تخمین‌های بالای احتمال وجود تمدن‌های فرازمینی و نبود شواهدی برای چنین تمدن‌هایی به «پارادوکس فرمی» معروف است. دنیس ویلیام سیاما ادعا می‌کند که وجود حیات در جهان به ثابت‌های بنیادی مختلف بستگی دارد. ژی-وی وانگ و ساموئل ال. براونشتین می‌گویند بدون درک کامل این ثابت‌ها، ممکن است به اشتباه جهان را به گونه‌ای درک کنیم که هوشمندانه برای حیات طراحی شده است. این دیدگاه، دیدگاه رایج مبنی بر اینکه جهان ما در امکان میزبانی حیات منحصر به فرد است را به چالش می‌کشد و توضیحی بالقوه برای پارادوکس فرمی ارائه می‌دهد.