外星人:太陽系忒沒勁,瞧不上、懶得去,告辭。

宇宙中的恒星如此之多,即便出現生命的概率很小,但算下來也是一個極大的數字。

宇宙已經誕生了137億年,即便是人類造的飛船,到達銀河系的每個角落也隻需要至多5000萬年,那麼為什麼我們至今沒有發現宇宙中生命存在的跡象?為什麼它們還沒到達我們的太陽系?這就是費米悖論

它是我們最引人註目的思維實驗之一,一代又一代的科學家一直在為之思索,但目前仍無法解答。

許許多多的思想家和科學家都對費米悖論進行過探索,試圖解釋我們看不到任何地外文明科技擴張的證據。

生命可能極其稀少,星際旅行的障礙可能太過具有挑戰性。

答案可能就是這麼簡單。

外星人:太陽系忒沒勁,瞧不上、懶得去,告辭。

但一篇新論文給出了新的答案:也許我們的太陽系並不是對的菜——可長久延續發展、快速擴張的文明或許對我們這種恒星類型並不感興趣。

德雷克方程

要理解費米悖論,你需要理解德雷克方程

德雷克方程是對銀河系文明數量的概率估計。

雖然它沒有告訴我們具體有多少種文明,但是如果我們想要思考可能有多少個文明的話,就避不開該方程所總結的一些參數。

德雷克方程的一個關鍵組成部分與恒星有關。

該方程考慮了星系中恒星形成的速率,這些恒星中有多少擁有行星,以及這些行星中有多少可能擁有生命。

通過逐步評估這些行星中有多少發展出了生命,又有多少發展成為了科技文明,以及有多少通過向太空釋放信號來宣告它們的存在。

這個方程相當詳細。

除此之外,它還評估了這些文明的壽命。

通過使用不同的變量來回答這些問題,我們對可能存在的技術文明的數量得到了不同的估算結果。

這雖然隻是一個思想實驗,但有證據來支撐這個假設。

一篇新論文通過關注恒星類型來解決費米悖論:並不是所有類型的恒星都適合不斷發展的科技文明。

低質量恒星,特別是K矮星,是長壽文明的最佳遷移目標。

這篇論文名為『生命傾向於定居於銀河系中的小質量恒星——費米悖論解釋假說』,發表於《天體物理學雜志》。

作者是雅各佈·哈克·米斯拉和托馬斯·J·福切斯。

哈克·米斯拉《Haqq-Misra》是華盛頓州西雅圖市藍色大理石空間科學研究所的一名高級研究員。

福切斯《Fauchez》是位於華盛頓特區的美利堅大學的物理學研究助理教授。

論文的開頭總結了費米悖論:『一個不斷擴張的文明可以在銀河系中迅速蔓延,所以太陽系中沒有地外生命出現意味著這種擴張的文明是不存在的』。

兩位作者引用了費米悖論最著名的分析之一。

它是1975年由美國天體物理學家邁克爾·哈特提出的。

哈特的論文名為《對地球上沒有發現外星生命的解釋》,發表在《皇家天文學會季刊》上。

這被認為是對悖論的第一個嚴謹分析。

在他的論文中,哈特展示了一個文明是如何在比星系年齡更短的時間內在星系中擴張的。

如果一個文明向最近的100顆恒星發射殖民飛船會發生什麼:他們可以在這些星系中殖民,然後每個殖民地都可以做同樣的事情,這個過程可以不斷重復。

哈特寫道:『如果航程之間沒有停頓,那麼太空探索的前沿將大致位於一個半徑以0.1c《光速》速度增長的球體表面,按照這個速度,我們銀河系的大部分將在65萬年內被覆蓋穿越』

哈特指出,科技文明有足夠的時間到達我們這裡,除非它們200萬年內才開始擴張。

哈特認為,對缺乏外星文明證據的唯一解釋就是根本沒有外星文明。

在他的論文中,哈特得出了幾個結論:搜尋地外文明計劃《SETI》和類似的項目隻是浪費時間和金錢;如果有人將殖民太陽系,很可能是我們的後代。

然而雅各佈和托馬斯並不同意這個觀點。

許多思考費米悖論的人的一個潛在假設是:恒星對一個太空文明具有一致的吸引力,而這個文明將平等地傳播到任何地方。

但這是實際情況嗎?

這篇新論文的作者不這麼認為。

他們寫道:『我們認為,根據漢森和祖克曼(2021)的假設,一個不斷擴張的文明將優先定居在小質量的K-或M-矮星系統,避免大質量的恒星,以最大化他們在星系中的壽命』

人類很難直觀感受恒星壽命。

如果一種恒星可以存在100億年,而另一種可以存在10萬億年,除了天體物理學家,這對任何人來說又有什麼區別呢?

但是現在,想象一下,你是一個有一百萬年歷史——甚至更古老——並且已經擴張到不同太陽系的文明的決策機構的一員。

那麼,你必然會考慮到恒星壽命。

K矮星和M矮星(紅矮星)的壽命很長。

即使是一個非常先進的文明,殖民另一個太陽系也需要大量的資源。

為什麼要把這些資源花費在一個可能不會持續很久的恒星系上呢?

這篇新論文的作者計算了一個隻殖民K矮星和M矮星的星系文明殖民銀河系需要的時間。

他們表示,銀河系文明需要20億年才能到達所有的低質量恒星。

他們寫道:『這隻需要不超過0.3光年的星際旅行能力來殖民所有M型矮星,以及大約2光年的星際旅行能力來殖民所有K型矮星』

隨著旅行能力的增強,星系文明可以大幅縮短20億年的時間跨度。

『可能在200萬年內發生更快的擴張,這種情況下,殖民所有M型矮星需要大約10光年的旅行能力,所有K型矮星需要大約50光年的旅行能力』

這些估算是基於一個假設:文明以如同波浪的形式在星系中傳播。

它會等待一段時間,直到遇到一顆利於生存的恒星。

作者認為,『……文明可以利用近距離的恒星接觸,在不需要相對論性太空飛行的情況下,在銀河系中迅速擴張』

『然而,這種設想,以及殖民整個星系的假設是可以排除的,因為太陽系還沒有發現其他星系文明』他們還表示,該假設總體上缺乏證據來支持任何其他文明傾向低質量恒星的假說。

他們寫道:『但太陽系中尚無地外文明的影子,這樣的結果與受限於半個星系、M-矮星或K -矮星的擴張假設是一致的』

作者認為,現在可能有一顆低質量恒星,上面存在著可以進行宇宙星際殖民科技的智慧生命,正在銀河系中進行擴張。

我們不能僅僅因為沒有觀察到它就排除它存在的可能性。

正如中國有句古話,寧可信其有,不可信其無。

他們寫道:『特別需要注意的是,一個起源於G矮星系統的低質量星系智慧生命,在銀河系的歷史上有足夠的時間發展,而我們沒有注意到它的活動』

是什麼驅使一個物種不斷擴張?人口增長?能源需求?科學的好奇心?統治別人? 他們寫道:『但我們不知道這種銀河規模的擴張在一般的科技文明中是否司空見慣或可取』

對我們來說,無從得知答案。

現代人類的發展歷程隻有大約25萬年。

人類農業的歷史隻有1萬年,而人類在幾十年前才邁出了進入太空的試探性第一步。

驅動我們的動機和指導我們的思想框架並未經過時間考驗。

我們所能做的隻是好奇一個古老的太空物種的社會結構,以及他們的擴張動力是否會繼續下去。

也許擴張過一段時間這些文明就會覺得其毫無意義。

作者說道,如果隻是對我們的思考提供更多基於證據的限制條件,那麼尋找另一種文明擴張的跡象仍然是值得的。

並且我們的目標應該是低質量恒星。

『在系外行星系統中尋找技術特征,可以通過限制條件研究目前星系中這種‘低質量星系智慧生命’存在的可能性』他們不同意哈特認為搜尋地外文明計劃《SETI》和類似的項目是浪費時間和資源的觀點。

時間是宇宙的主宰。

從我們自己的壽命到外星文明的年齡,再到恒星和行星的生與死,時間主宰著一切。

相對論可能會操縱時間,但它無法阻止時間的流逝。

我們不知道深空裡會有什麼樣的文明,也不知道他們會如何管理和感知時間。

我們是否被自己的經歷所誤導?答案是肯定的。

但是,如果外星生命是如此的不同,以至於我們討論費米悖論的嘗試都需要進行修正呢?如果他們對時間的理解和體驗與我們完全不同呢?

如果外星人已經掌握了延長壽命的技能,並且活得足夠長,以至於他們其中部分可以向其他星系擴張呢?如果它們不是像我們一樣嚴格意義上的個體,而是某種個體和遺傳集體的混合體呢?如果它們能以我們無法想象的方式吸收新的基因信息呢?如果繁殖對它們來說已經過時了,它們不再擔心這些問題,也不再受到短暫壽命的限制,那又是什麼結果呢?如果它們甚至進化成不再是有機生命體,而那些激勵我們探究的東西已經隻是它們遙遠的過去了呢?如果它們是共生體呢?如果還有成百上千個『如果』呢?

如果它們的社會差異如此之大,以至於沒有必要擴張呢?如果擴張本身並不值得呢?當他們的星球無法繼續維持生命時,這似乎註定了文明的死亡。

但如果他們想辦法避開了呢?但如果還有一百件我們想不到的事呢?

除了承認它們的存在,我們去探究人類無法想象的東西毫無意義。

這是許多關於費米悖論和德雷克方程的討論的終點。

我們不知道,我們甚至不能說我們真的理解我們的無知。

在探索之路上,人類還在蹣跚學步。

但人類是好奇的,這是我們最可愛的特征之一。

像哈克-米斯拉和福切斯這樣的科學家被驅使去思考這些問題。

他們對嗎?他們是錯了嗎?銀河系中是否存在正在擴張的星系文明?我們可能永遠也不知道,但是我們仍然會去探索。

END


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來源:牧夫天文

編輯:Callo