Nghịch lý Fermi
Cơ sở của nghịch lý

Nghịch lý Fermi là sự mâu thuẫn giữa khả năng tồn tại của sự sống ngoài vũ trụ và sự thiếu hụt bằng chứng về những sự sống đó. Vấn đề có thể được phát biểu cụ thể hơn như sau:
Kích thước và tuổi thực của vũ trụ cho thấy nhiều nền văn minh công nghệ cao phải tồn tại.
 Tuy nhiên, lý thuyết này dường như mâu thuẫn với sự thiếu hụt bằng chứng quan sát ủng hộ nó.
Khía cạnh đầu tiên của nghịch lý - “lập luận về độ lớn” - xét một hàm của những con số ước tính có liên quan. Cụ thể, dải Ngân Hà có khoảng 250 tỷ (2.5 x 10^11) ngôi sao, còn với vũ trụ quan sát được thì con số đó vào khoảng 70 nghìn tỷ tỷ (7 x 10^22).  Dù sự sống chỉ xuất hiện ở một phần rất nhỏ các hành tinh quay quanh những ngôi sao đó đi chăng nữa, vẫn sẽ có rất nhiều nền văn minh trong dải Ngân Hà. Luận điểm này cũng thừa nhận rằng Trái Đất không đặc biệt. Một vài tính toán sử dụng phương trình Drake cũng ủng hộ luận điểm này, dù người ta còn nhiều nghi vấn về những giả định đằng sau các tính toán đó.
Khía cạnh thứ hai của nghịch lý Fermi - “lập luận về tỉ lệ” - nói rằng: nếu sự sống thông minh có khả năng vượt qua sự khan hiếm, và có xu hướng khai hoang những môi trường sống mới, thì có thể đã tồn tại một nền văn minh công nghệ đủ tiên tiến để tìm kiếm tài nguyên trong không gian và thuộc địa hóa toàn bộ hệ sao bản địa và lân cận. Do đó, sự thiếu dấu hiệu của sự sống thông minh khác ở Trái Đất hay ở bất kì đâu trong vũ trụ đã biết sẽ là một mâu thuẫn. Một vài lời giải khả thi có thể kể đến như: sự sống thông minh khan hiếm hơn ta tưởng, những giả định của ta về sự phát triển hay hành vi của sự sống thông minh có lỗ hổng, thậm chí là những hiểu biết khoa học về vũ trụ của chúng ta chưa hoàn thiện.
Nghịch lý Fermi có thể được hỏi theo hai cách. Cách thứ nhất là, "Tại sao không tồn tại tạo vật của người ngoài hành tinh ở trên Trái Đất hay trong Hệ Mặt Trời?" Nếu việc du hành liên sao là khả thi, dù theo kiểu "chậm" mà tầm vóc kĩ thuật của Trái Đất gần như có thể với tới, thì cũng chỉ mất từ 5 triệu tới 50 triệu năm để thuộc địa hoá dải Ngân Hà. Đây là một lượng thời gian khá nhỏ theo quy mô thời gian địa chất, chưa nói đến quy mô thời gian vũ trụ. Bởi có rất nhiều ngôi sao già hơn mặt trời, và bởi sự sống thông minh có thể đã tiến hoá sớm hơn ở một nơi nào đó, thì câu hỏi sẽ là tại sao thiên hà vẫn chưa bị thuộc địa hóa. Thậm chí nếu việc thuộc địa hóa là phi thực tế hay không đáng muốn với mọi nền văn minh ngoài Trái Đất, vẫn có thể thám hiểm thiên hà ở quy mô lớn; các phương tiện thám hiểm và các tàu thăm dò lý thuyết liên quan được bàn luận rất nhiều ở đây. Tuy nhiên, cho đến hiện tại vẫn không có dấu hiệu nào của sự thực dân hoá hay thám hiểm nói chung.
Cách thứ hai là: “Tại sao lại không có dấu hiệu của sự sống thông minh ở những nơi khác ngoài kia?” Phiên bản này không giả sử gì về du hành liên sao, nhưng nó bao gồm sự sống ở các thiên hà khác. Với những thiên hà xa xôi, sự thiếu hụt những cuộc thăm dò của người ngoài hành tinh có thể hiểu được là do thời gian đi lại. Tuy nhiên, ta có thể quan sát một nền văn minh đủ tiên tiến từ một khoảng cách tương đối xa trong vũ trụ quan sát được. Kể cả khi những nền văn minh như thế là hiếm, lập luận về độ lớn cho rằng chúng nên tồn tại vào một thời điểm nào đó trong lịch sử của vũ trụ, và bởi vì chúng phát hiện được từ xa qua một khoảng thời gian dài, nhiều khu vực có tiềm năng là nguồn gốc của những nền văn minh đó nằm trong tầm quan sát của chúng ta.
Hiện không rõ phiên bản nào của nghịch lý mạnh hơn.