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为何我们搜寻不到地外文明?“费米悖论”或揭示真相!

 残月照亮夜 2017-12-03

宇宙浩瀚无垠,尺度之大超乎人类的想象。孤独时代的宠儿,除了人类,宇宙中还有其他智慧生命吗?那么,“他们”是谁?现在在哪?

目前人类在最适合观察星空的夜晚,大约可以看到2500个恒星,这大概是银河系里恒星数量的亿分之一。而这2500个恒星中,绝大多数距离我们不到1000光年,这大约是银河系直径的百分之一。

那,在地球之外是否还有其他智能生命的存在呢? 银河系里面有1000亿-4000亿个恒星,但是可观测的宇宙内有几乎同样数量的星系,对应每一个银河系的恒星,就有一个巨大无比的星系。换句话说,可观测宇宙内的恒星数量大概是在10^22到10^24之间。而地球上沙子的数量是7.5*10^18粒,也就是说,地球上的每一粒沙子,就对应宇宙里的10,000个恒星。

目前人类对于恒星中有多少是和太阳类似的还没有定论,通常的观点是5%-20%。假如我们用最保守的5%,以及对于恒星数量估值的下限10^22,那么就是说有5*10^20个恒星和太阳类似。

而这其中,又有多少跟太阳类似的恒星里,存在一个和地球类似的生存环境的行星呢?假如采用最低的5%的类太阳恒星,就是说宇宙中至少有1%的恒星,拥有一个类似地球的行星,也就是10^20个类似地球的行星。 换而言之,地球上的每一粒沙子,对应宇宙里的100个类地行星。

同样,假设在这些行星中存在1%的出现了生命,再有1%的生命进化成智能生命,也就是说,可观测宇宙中存在100万亿个智能文明。而在银河系中,对于银河系中恒星数量的1000亿下限,可以算出银河系里可能有10亿个类似地球的行星,以及10万个智能文明。

SETI(地外文明搜寻计划)是一个收听来自地外智能文明信号为目标的组织。如果银河系中真的存在10万个智能文明,哪怕是只有很少一部分对外发射无线电波、激光束或者其他联系信号,SETI的卫星阵列应该会收到各种各样的信号。不幸的是,至今为止,他们一次都没收到过,一次也没有。

这时候问题来了,所谓的智能文明,到底在哪? 这还不是最奇怪的地方。我们的太阳是个很年轻的恒星,也就是说存在着年纪比地球大很多的类地行星,并且理论上“他们”的文明程度远远高于我们。 我们的地球是45.4亿年,假设把地球和一个80亿年的行星A对比,如果行星A的经历和地球类似的话,他们的文明应该比我们领先34.6亿年,这意味着什么。 比我们领先一千年的文明所能带给我们的震撼,好比现在的世界给中世纪人的震撼一样,一个比我们领先一百万年的文明就相当于,我们与猩猩之间的差距。而行星A比我们领先34.6亿年,又是一个怎样的概念。

卡尔达肖指数,根据一个文明能够利用的能源数量,来量度文明层次。它的指标有三个类别: Ⅰ型文明,有能力使用所在行星的所有能源。但目前人类还没达到Ⅰ型文明,按照拉尔萨根的算法,人类只能算是0.7型文明。

II型文明,有能力使用母恒星的全部能量。我们还没办法理解这样的事情要怎么才能做到,但是人类还是尽量使用想象力来考虑这个问题,一种可能是戴森球,这是包围母恒星的巨大球行结构,它可以捕获大部分或者全部的恒星能量输出。

III型文明,则是把前面两个都甩在后面,它能够动用相当于整个银河系那么多的能源。当然,这类文明听起来有点不可思议,不过别忘了,前面所说的行星A可是有34亿年的时间慢慢发展。那么如果行星A上的文明和我们类似,并且成功生存到这类型的话,他们很大程度上已经掌握了星际旅行的方法,甚至开始对整个星系进行星际殖民了。

当然,如果一个外星文明想要把自己的领地扩散到整个星系,它并不需要很高的速度。一个低速文明可以制造大量的可以自己复制的冯诺依曼探测器,把它们朝各个方向射向太空。当他们降落在行星上的时候,可以利用行星上的材料,花大约500年的时候进行自我复制,然后将两个复制品继续在星系中扩散。假如一个外星文明觉得这是一个可行的方案,即便是使用比光速还要慢的速度航行,那么它只需要375万年的时间就能把探测器布满整个银河系。

这几百万年的时间看上去很长,但是和宇宙百亿年相比,那也只不过是时间长河上的一朵不起眼的小浪花。然而,如果银河系中,有1%的智能文明成功到达了具有星际殖民能力的III型文明,那光银河系就应该有至少1000个III型文明,如果真的这样的话,这些文明应该很容易被注意到才对。 可是,人类迄今为止并没有观察到,哪怕一个来自外星文明的冯诺依曼探测器,也没有。

这就是“费米悖论”。 人类,一个在浩瀚无垠宇宙中,不曾被发现的,孤独时代的宠儿。

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