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科學家認為外星人不存在:沒有邁過大過濾器這個坎
2017-12-15 08:19:14 來源: 科技日報
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  外星親,你們是被腦補出來的嗎

  聊聊至今無解的“費米悖論”(下)

  宇宙之大,浩瀚無垠,遠遠超出了我們的想象。當我們仰望群星璀璨的夜空時,不免生出這樣的疑惑:除了我們,宇宙中還有其他智慧文明嗎?“他們”究竟在哪裏?近70年前,著名物理學家恩利克·費米也發出了這樣的疑問,並提出了著名的“費米悖論”——

  費米粗略地估算了銀河係和宇宙中的恒星數目以後指出,只要宇宙中的這些恒星中的一小部分發展出智慧生命,那麼宇宙中的文明也應該不計其數。但是,為什麼我們連智慧文明的影子都沒有看到呢?

  在上篇中,我們已經介紹了關于費米悖論的一類解釋,這類解釋樂觀地認為智慧文明其實有很多,只是因為種種原因我們觀測不到“他們”。然而一些科學家卻不這樣認為,他們提出了費米悖論的第二類解釋,認為智慧文明很少甚至不存在,那麼,究竟是什麼因素幹擾了“他們”的出現呢?讓我們聽聽科學家怎麼説吧。

  可能性

  之一

  大過濾器是一堵無法逾越的墻

  宇宙中沒有地外文明是因為“他們”沒有邁過大過濾器這個“坎”

  有人認為其他智慧文明不存在是因為生命演化過程中會遇到一個極端困難甚至不可能跨過的階段,這個階段被稱為“大過濾器”。

  大過濾器理論由美國喬治梅森大學助理教授羅賓·漢森提出。其觀點是,即使類似地球的適合生命出現的星球有很多,它們也只是為生命的出現提供了一些必要的條件。生命是否真的會出現,然後發展出智慧,最終成為星際文明,還需要經歷很多大過濾器的過濾。在每個大過濾器面前,生命都可能失敗,就此滅絕或者停滯不前。

  “管它叫大過濾器,就是聽起來比較酷。”中國科學院國家天文臺副研究員李然説。宇宙中之所以沒有地外文明,是因為“他們”都被宇宙“大漏鬥”給過濾掉了,可能“他們”沒有邁過大過濾器這個“坎”。但目前為止沒人能説清宇宙中的大過濾器究竟是一股什麼樣的力量。

  有觀點認為,一個有效的大過濾器需要滿足至少兩個條件:一是生命演化通過它的概率極低。假設很多行星上都出現了生命萌芽,但在每個大過濾器面前,都會淘汰一大批。最後,很少甚至沒有行星上的生命能夠達到星際文明。這就是為什麼我們看到的宇宙如此“寂靜”;二是從通過一個大過濾器到通過下一個大過濾器所需要的時間很長。兩個大過濾器之間時間漫長,就意味著生命可以進行各種嘗試。在進行了無數次嘗試以後,終于有一個文明成為“幸運兒”,脫穎而出。

  還有一部分人認為,大過濾器就在人類文明當中,當文明發展到一定程度之後,就會傾向于自我毀滅。

  1964年,蘇聯天文學家尼克洛·卡達爾肖夫發表了一篇為高級文明評級的文章,提出了卡達爾肖夫指數,根據一個文明所能利用的能源數量,來度量文明層次。它的指標有3個類別:Ⅰ類文明,有能力使用自己所在行星的全部資源。人類還沒有達到Ⅰ類文明,按照卡爾·薩根的算法,人類可以算作0.7類文明;Ⅱ類文明,有能力利用整個恒星的能量;Ⅲ類文明,能夠控制一個星係的全部資源和能量。

  李然在《漫步到宇宙盡頭》一書中有一種不成熟的猜測:所有的文明都試圖獲得更多的能源,主動或者被動地向著更高級別的文明進化。然而文明進化到Ⅰ類文明狀態,就意味著他們必然掌握了核聚變技術,而這又意味著他們獲得了毀滅自己星球的能力。只要文明依然將自己的基地建立在一顆星球上,核毀滅的利劍就懸在他們的頭上。只有很少的文明最終能夠離開星球,進入太空成為Ⅱ類文明。從掌握無線電通信能力到掌握核聚變,人類只用了50年時間。而今天距離人類最終掌握可控核聚變到進入太空,成為多個星球上生存的生物,可能仍需要數百年的時間。在這期間人類文明都處于危險期。也許大多數地外文明都在危險期中毀滅了,只有少數邁向了星辰大海。

  可能性

  之二

  地球上的我們是獨一無二的

  地球環境是獨一無二的,有某種因素使得只有地球上才能發展出文明

  費米悖論的前提是,宇宙中的恒星和行星數量都很大,應該能夠産生很多智慧文明。但是,地球殊異假説卻認為,這個前提就錯了。

  該假説認為,地球上復雜生命(多細胞生物)的形成需要影響生命進化的天文和地質條件及偶然事件的不同尋常的結合。這些條件和事件包括了星係和恒星周圍的宜居帶,行星係統內有大行星護盾,宜居行星要有合適的質量、磁場、板塊運動、岩石圈、大氣圈、海洋,並且擁有一顆巨大天然衛星(比如月球),宜居行星的演化過程中要發生小行星撞擊、大規模火山和岩漿活動等等。

  地球屬于宜居帶的行星,擁有且滿足一切生物物種維持生命、生存和演化的所有條件,然而事實上從地球歷史中的顯生宙開始至今,在這長達5億多年的歲月間和數百萬的生物物種中,只有一個物種成功演化成為高等智慧生命——人類,而非多種多元的高等智慧生物並存于地球上,這顯示了在相同條件下,高等智慧生命並非能如此輕易地出現和存在。

  可能性

  之三

  我們可能是第一批智慧生命

  早期宇宙不適合孕育生命,最近幾十億年生命才開始誕生,並發展到文明階段

  雖然宇宙的年齡已經有140億年了,但是生命的歷史可能並沒有那麼長。早期的宇宙可能並不適合孕育生命。幼年的星係十分活躍,含有大量像類星體和超新星這樣的宇宙殺手,它們釋放出的輻射可以殺死一切生命。此外,幼年星係中的恒星都比較年輕,構成生命必需的重元素(氫和氦以外的元素)很少,而且多數集中在星係核。

  只是在最近的幾十億年內,環境才開始改善,宇宙逐漸變得對生命友好起來。在星係和恒星的身邊都出現了宜居帶,生命開始在適合的環境下誕生,並且發展到文明階段。

  如果這種解釋是正確的,人類很可能是宇宙中的第一批智慧生命。我們無法聽到其他星際文明的聲音,是因為宇宙中還沒有比我們更先進的文明。(本報記者 陸成寬)

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【糾錯】 責任編輯: 馮文雅
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