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外星親,你們到底在哪兒
2017-12-14 08:08:52 來源: 科技日報
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  恩利克·費米

  暗物質,一個人類追尋多年的宇宙魅影,最近終于被我國的“悟空”尋覓到了疑似蹤跡。這一發現不僅可能帶我們走進基本粒子更加深入細微的結構中,而且對于我們理解星係、星係團這樣大尺度的結構如何在宇宙演化中形成也具有重要意義。

  除了暗物質之外,另一個宇宙魅影同樣被人類追尋多年,這個“魅影”就是外星文明。多少年來人類一直試圖尋找外星文明的蛛絲馬跡,但都沒有結果。這不禁讓人仰天長嘯:“各位親,你們到底在哪啊?”

  面對外星文明的謎之存在,發出這種疑問的可不止一人。著名物理學家、諾貝爾物理學獎得主恩利克·費米在1950年的一天與同事們共進午餐討論到飛碟與外星人問題時,也突然冒出了這樣的想法:“他們都在哪呢?”這句看似簡單的問話,就是著名的“費米悖論”。

  “費米悖論”隱含之意是,理論上講,人類能用100萬年的時間飛往銀河係各個星球,那麼,外星人只要比人類早進化100萬年,現在就應該來到地球了。然而,為什麼我們沒有看到智慧文明的影子?

  費米悖論到底是怎麼回事

  在中國科學院國家天文臺李然副研究員看來,費米悖論是一個幾率問題。他告訴科技日報記者,實際上,費米悖論闡述的是對地外文明存在性的過高估計和缺少相關證據之間的矛盾。如果宇宙中存在很多智慧文明,那麼為什麼我們至今沒有接收到有關他們的信號?如果宇宙中智慧文明很少甚至不存在,那麼又是什麼因素幹擾了智慧文明的出現?

  要想更好地了解費米悖論,讓我們先來進行一些數學計算吧。在最適合觀星的夜晚,我們仰望星空時,大約可以看到2500顆恒星,但這僅僅是銀河係中恒星總量的一億分之一,銀河係大約有2.5×1011顆恒星,但是在可觀測宇宙內有更多數量的星係,實際上,在可觀測宇宙內的恒星數量大概在1022—1024顆。地球不過是太陽係疆域中微不足道的一員,而太陽也不過是銀河係數千億顆恒星中普通的一顆。即使智慧文明以很小的概率出現在圍繞這些恒星的行星中,那麼僅僅在銀河係內就應該有相當大數量的文明存在。

  李然在《漫步到宇宙盡頭》一書中寫道:“銀河係中存在著上千億顆恒星。假設這些恒星中只有1%擁有一顆行星,再假設行星擁有智慧生物的概率只有1‰,那也意味著銀河係中存在著100萬顆文明星球。”

  搜尋地外文明計劃(SETI)致力于用射電望遠鏡等先進設備接收從宇宙中傳來的電磁波,從中分析有規律的信號,希望借此發現外星文明。如果銀河係裏存在100萬顆文明星球,哪怕其中只有很少一部分對外發射無線電波、激光束或者其他聯係信號,SETI的衛星陣列也應該會收到各種各樣的信號。但是,實際上SETI並沒有收到這樣的信號。

  正因如此,費米和我們都發出了這樣的疑問:外星文明到底在哪兒呢?

  對費米悖論的第一類解釋

  多年來科學家對費米悖論提出了各種解釋。這些解釋大致可以分成兩類。第一類認為宇宙中存在很多智慧文明,但因為種種原因我們觀測不到他們。

  這類解釋認為地球不是特殊的,僅僅是一個典型的行星,具有和其他星體相同的規律和現象,整個宇宙中充斥著復雜生命。缺失智慧文明存在證據不等同于智慧文明不存在。我們之所以至今沒能觀測到智慧文明,有很多種可能性。以下是科學家推測的幾種可能。

  “他們”吶喊

  我們聽不見

  這種觀點認為,外星文明有很多活動和信號存在,只是我們的技術太原始,聽不到他們的吶喊。

  其實這種可能性很容易理解。在古代,人們使用烽火和信鴿傳遞消息,而現在人們卻用無線電與千裏之外的朋友聊天。比我們先進上億年的外星文明所掌握的通信方式可能是我們無法理解或無法掌握的,因此我們聽不到“他們”的吶喊。

  就好像我們走進一個現代化辦公樓,然後打開一個對講機,此時因為大家都使用手機和電腦來溝通,所以對講機什麼都聽不到。紐約城市大學教授、理論物理學家加來道雄有個形象的比喻:“比如説在森林中間有一座螞蟻窩,螞蟻窩旁邊正在建造一條十車道的高速公路,螞蟻會明白十車道高速公路是什麼嗎?螞蟻會明白建造高速公路的技術和建造公路的物種的意圖嗎?”

  然而這種觀點也有著明顯的弱點。即使一個外星文明掌握了先進的通信方式,“他們”也應該能夠想到採用低級的無線電方式聯絡落後文明,除非“他們”對我們這樣的低等文明不屑一顧。

  “他們”故意

  隱藏自己

  這種觀點出自劉慈欣的《三體Ⅱ:黑暗森林》,又名黑暗森林假説。該假説認為,宇宙中可供文明生存的資源有限,因此較發達文明傾向于摧毀可能與自己爭奪資源的欠發達文明。在這種情況下,為了生存,欠發達文明傾向于隱藏自己的存在以避免被攻擊。這也就解釋了為什麼SETI計劃收不到任何信號。

  但是這也同樣表明向外發送信號的人類太過幼稚。霍金認為,如果外星人造訪我們,結果就會像哥倫布登陸美洲一樣,對于美洲土著來説結果很糟糕。甚至相信高等文明裏面好人多的美國天文學家卡爾·薩根也認為SETI計劃是很不明智很不成熟的。他表示:“初到新地方的小孩應該安靜的傾聽很久,耐心學習,然後再對著那未知的森林發聲。”

  “他們”把我們

  養在“動物園”

  動物園假説是指我們人類居住在“動物園”裏,外星人不幹涉,讓人類以自己的方法發展自己的文明,掌握自己的命運。

  這個觀點認為,外星人已經找到地球人,但“他們”不造訪、不入侵,而是像觀察動物園裏的動物一樣觀察地球人。動物園假説也被説成實驗室假説,地球生物及人類可能是由外星人所制造的實驗動物,制造者可能選擇低調地進行實驗觀察,不接觸人類或僅與人類政府秘密接觸。

  也就是説,高等文明們存在于一個管制嚴格的星係,而地球是一個受保護的“國家公園”的一部分,對于這個“動物園”裏面的我們,其他文明都要遵守一個“只能看不能摸”的規定。此時,我們沒有辦法注意到觀察者。就好像《星際迷航》裏面的最高指導原則一樣,超級智能生物不可以和人類這樣的低等物種進行直接接觸,直到人類發展到了一定程度為止。

  “他們”來時

  還沒有我們

  此外,還有觀點認為,外星文明可能已經造訪過地球,但是那時候地球人還不存在。智能人只存在了5萬年左右,與“億年”級別的宇宙史比起來,只是彈指一揮間。如果和外星文明的接觸發生在人類出現之前,那發生了什麼我們無從得知。有記錄的人類歷史只有數千年,在那之前就算外星文明造訪過地球也沒有辦法流傳下來。

  雖然一些科學家對于外星文明的存在持樂觀態度,並提出了各種可能來支持其觀點的正確性,但另外一些科學家卻提出了對費米悖論的另一種截然相反的解釋。他們認為宇宙中智慧文明很少甚至不存在。那麼人類真的是宇宙的幸運兒嗎?又是什麼因素幹擾了智慧文明的出現呢?敬請關注12月15日的科技之謎,我們將在這一期為您揭曉答案。

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【糾錯】 責任編輯: 陳聽雨
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