大过节的,泼点凉水。有两点证据证明银河系不存在高等外星文明。元芳你怎么看?
1. 戴森球SETI
随着超灵敏新望远镜的出现,如今天文学家已经有能力检测高等外星文明预期应该会留下的印迹。这里所谓的“高等外星文明”,指的是那些已经发达到可以驾驭所在星系恒星级别输出能量的外星文明。苏联天体物理学家尼古拉·卡尔达肖夫(Nikolai Kardashev)在研究外星文明时,提出了著名的卡尔达肖夫分类法。他把外星文明的发达程度,按照各个文明所能驾驭的能量级别加以分类。卡尔达肖夫Ⅰ型文明能够驾驭所在行星的全部能源,Ⅱ型文明能够驾驭所在恒星的所有能源,而Ⅲ型文明则能够驾驭所在星系的所有能源。
荷兰天文学研究基金会(ASTRON)主席、荷兰莱顿大学教授迈克尔·盖瑞特(Michael Garrett)已经对候选星系进行了射电波段的观测,从而证明至少在银河系周边邻近的宇宙当中,如此高等的外星文明极其罕见,甚至完全不存在。
卡尔达肖夫Ⅲ型文明可能正在活动-通过布置一种被称为戴森球的装置,在整个星系尺度上驾驭恒星产生的能量。这种能量利用方式会产生大量废热,在星系尺度上出现异常的中红外辐射,从而能够被今天的望远镜探测到。然而,最新的研究表明,至少在银河系周边的宇宙当中,这样的文明似乎根本就不存在。
天文学家预期,能够驾驭星系级别能量的所谓卡尔达肖夫Ⅲ型文明,应该是我们现阶段能够在电磁光谱的中红外波段探测到的,因为如此大规模地利用能源应该会产生大量废热。美国宾夕法尼亚州立大学的詹森·赖特博士(Jason Wright)领导的一个团队,已经从银河系周边总共10万个星系当中挑选出了数百个候选星系,天文学家在这些星系中都观测到了不同寻常的中红外辐射。一个问题在于,尽管非常罕见,但这类辐射还有可能是天然形成的,比如某些与尘埃相关的热辐射就能够通过自然的天体物理过程产生这样的中红外辐射。
盖瑞特教授对候选星系中最有希望的一批进行了射电观测,发现绝大多数这些星系所发出的辐射,都可以用天然的天体物理过程很好地加以解释。确切说来,这些星系样本都遵循一条几乎对所有星系全都有效的法则,也就是所谓的“中红外-射电关系”。这些候选星系的射电辐射与中红外辐射也都遵循这条法则,说明星系里的中红外辐射并非外星工厂散发的废热,而更有可能是星系中的尘埃,比如大质量恒星形成区里产生并被加热的尘埃,所发出的辐射。
盖瑞特教授解释说,“美国宾夕法尼亚州立大学先前的研究已经告诉我们,这样的系统非常罕见。我们的最新分析则表明,他们的结论大概保守了,高等的卡尔达肖夫Ⅲ型文明,在银河系周边的宇宙中根本就不存在。
盖瑞特教授也仍在研究少数几个候选星系,它们似乎并未完全遵循那条天体物理学法则。“有一些星系确实需要进一步研究,不过其中一些已经进行细致研究的星系,同样可以用自然的天体物理学过程来解释。其他星系也很可能会是一样的情况,不过为了以防万一,这些星系都值得好好研究一番。”
盖瑞特教授在研究中采用的技术,还可以用来辨别没那么高等的外星文明,比如可驾驭资源更受限制、还达不到星系级别的卡尔达肖夫Ⅱ型文明。这样的文明仍然比我们要先进许多(地球文明连卡尔达肖夫Ⅰ型文明都没达到),但他们也因此可能会更加常见。盖瑞特教授已经计划去搜寻这些不那么高等的外星文明,“卡尔达肖夫Ⅲ型文明似乎并不存在,这有一些令人担忧。这不是我们根据物理学定律所能预言的结果,尽管那些定律可以很好地解释物理宇宙中的其他现象。在这个问题上,我们肯定缺失了一块重要的拼图。也许高等外星文明的能量利用率超高,所以他们产生的废热辐射极低——按照目前我们对于物理学的理解,这样的事情是很难做到的。重要事情是,我们得继续搜寻地外智慧文明的迹象,直到完全弄清楚这是怎么回事为止。”
这些结果发表在欧洲期刊《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)上。
2. 冯·诺伊曼探测器
一些科学家认为,即使将来能征服太阳系乃至移居银河系,人类将仍是孤独的,因为银河系中并不存在众多的文明世界。
人类文明诞生至今尚不足万年,掌握核能不过半个多世纪,就具备了将宇宙飞船送出太阳系的能力。只要再加上适当的控制器和火箭,它们就可以用来探测太阳系以外的目标了。鉴于从地球上把指令传到飞往其他行星系统的宇宙飞船需要好多年时间,所以飞船探测器必须有充分的自主权和自我修理能力,它应由一台高智能的计算机控制和管理。具有这种能力的机器,实质上几乎已经具备了自我复制能力。对这样的机器来说,只要有正确的指令,它们就能制造出任何东西。美国物理学家普勒——他是对存在地外文明大唱反调的一名重要成员——把此类装置称作“冯·诺伊曼探测器”,以纪念最先研究和分析这类机器的著名美籍匈牙利数学家约翰·冯·诺伊曼。
冯·诺伊曼探测器一旦抵达其他恒星的行星系统,可以立即就地取材复制一批自己的“拷贝”,并把它送往别的星球。这样,一代又一代的冯·诺伊曼探测器最终会遍及银河系中的每一个行星系统。它们将把探测器的信息发送给发射第一台探测器的那个母文明。如果在某一行星系统中发现了当地的“土著”文明,冯·诺伊曼探测器就会想方设法与他们接触;如果找不到智慧生命,它们也会把情况报告回去。
利用相当初级的火箭技术以渡越两颗恒星之间的平均距离,大概需要10万年。如果探测器进行一次自我复制要花1000年的时间,那么一台冯·诺伊曼探测器子孙后裔充斥整个银河系所需的时间大致是3亿年左右。这要比银河系本身的年龄(100亿年)短得多,甚至也比地球的年龄(46亿年)短得多。
如果一个先进文明在其本土行星形成以后50亿年开始发射冯·诺伊曼探测器,再加上其后代约需花费3亿年才能到达地球,那么我们就应该遇到许许多多老于53亿岁行星系统发来的冯·诺伊曼探测器。但事实上我们却一个都没有看到。这很可能意味着在银河系中年龄大于53亿岁的全部恒星周围连一个文明都不存在。
考虑到银河系中年轻恒星的数目并不比老年的恒星多,所以我们又可以进一步推测,银河系中的文明世界很可能只有我们自己这一家。
(节选《自然与科技》170期)
最后,迄今为止对地外生命、地外智慧生物的所有实际探索,从未得到过肯定的结果。对此,不赞成存在地外文明的人认为,这类实验再进行下去也是徒劳,因为你是在寻找根本不存在的目标。
这些观测和计算有问题吗?
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