01.18 年深日久,地厚天高,我們何時邂逅星際文明?

宇宙已經138億歲了。有多少文明曾經存在過,毀滅過?為什麼就沒有一種文明能夠進化出星際航行的能力,穿過蟲洞來與我們相遇呢?

恭喜你!你剛剛發現了“費米悖論”,又稱“大沉默”。

我們無法猜想外星種族有多少?文明產生的頻率有多高?其中的變量太多了(我們甚至連生命的自然發生是否不止一次都不知道)。我們也不知道生命和多細胞生命有多普遍?這些物種又有多少能夠進化成智慧生物或者創造文明的生物?而這些文明又能夠堅持多久?

有解釋說生命或者有智慧的生命,驚人的罕見。這雖然頗有道理,卻令人沮喪。另一種解釋是,智慧生命往往會更快地走向自我毀滅。如此令人絕望,但是想到我們人類現在能夠造成的可怕傷害,這也不無道理。還有一種猜想:文明只在很短的一段時期內使用無線通訊手段,之後便訴諸於其它我們無法識別的通訊技術了。

年深日久,地厚天高,我們何時邂逅星際文明?

很難說哪種猜想是正確的。我們沒有證據——沒有證據判斷宇宙中可能存在多少文明,而我們又為什麼找不到它們?

至於星際航行?任何超光速手段只在嚴格理論意義上成立。我們從未見過蟲洞,而其它超光速傳送也滯留在嚴格理論階段——我們甚至還沒有找到一個可以用一種滿足科學嚴謹性的方法去研究的超光速傳送理論。就算外星人有這種技術,他們也沒有理由光臨地球。畢竟我們並不特別,外星人不會感興趣的。

問題的關鍵在於:“為什麼我們看不到任何外星生物存在的證據?”

最明顯的原因很可能就是正確答案:它們太遠了。想想離我們最近的恆星(半人馬座阿爾法星)吧,它離我們大約4.2光年遠,這個距離甚至不可能探測到我們的無線信號。地球上最強的無線廣播和電視信號在2到3光年以內就會淹沒在背景噪音裡。因此,除非他們建立一個幾百萬瓦的定向廣播發射機,我們就永遠不可能收到他們的信號。

這還是最近的恆星。我們星系的恆星們與我們的距離平均起來大概是它的10000倍遠!

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天文學家弗蘭克·德雷克在上世紀六十年代建立了德雷克方程,用一系列參數來估算銀河系中可能存在多少地外智慧文明。根據該公式的最新形式測算,在任何給定可居住行星上進化出生命的機率大概是八萬分之一。但就算進化出了生命,它們具有人類水平的智慧的機率也微乎其微。我們的星球可以提供一定參考,它用了2到3億年才進化出了一個高等智慧物種。此外的物種便散落四處,以青草或者彼此為食,它們很少睜開雙眼仰望天空,除非是擔心來自空中的捕食者。

目前估計我們的星系大概有400億個可以支撐生命存在的行星。如果你不斷地計算,就會發現在銀河系的一些角落有相當大的可能存在生命,但是進化到足夠智慧程度(可以使用無線通訊),並且與我們的距離近到能夠被我們探測到的機率幾乎接近於0。

再看看它們的距離,我們穿越空間抵達它們的機率幾乎就是0。如果說現在這種技術還不存在,那它存在的可能性也幾乎是0。

那就讓我們假設在我們的星系裡存在另一種文明,他們正在以其最先進的技術所能達到的最快速度擴張,從一顆恆星到另一顆恆星,從一顆行星到另一顆行星。再假定他們太空航行的速度是我們現在所能達到最快速度的十倍,他們能夠抵達地球的概率依然是0。

正如最初的疑問:“……為什麼沒有文明進化到可以通過蟲洞找到我們?”答案很簡單。

蟲洞並不存在。至少在大尺度上不存在,或者說不存在可用的蟲洞。

上世紀九十年代,兩種方法的精確測量顯示宇宙在宏觀尺度上是平滑的。

一個平滑的宇宙可以被捲起,但從裡面看依然是平滑的。就像這樣:

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Figure 1 蟲洞(discover magazine)

從圖片中可以看到,蟲洞只連接到另一個區域,這可並不怎麼有趣。你可以移動它的一端使蟲洞彎曲,但穿過它的距離並不會比在正常的太空中旅行短多少。

再者,拋開蟲洞不說,文明的發展也需要時間。

形成星系和恆星的時間。

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Figure 2 星系的形成(howitworksdaily)

第一代恆星爆發成為超新星,產生重金屬的時間。

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Figure 3 超新星(NewsBeezer)

第二代恆星形成並吸引塵埃形成星盤的時間。

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Figure 4 銀河系星盤(inspire_hep)

塵埃聚集成行星的時間——這並不是一個有序或者迅速的過程。

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Figure 5 行星的形成(Space Answers)

第一代行星是“分層的”,重金屬僅出現在核心層。表面並沒有足夠的鐵來支撐文明的存在。

有一些第一代行星因為不穩定的軌道相互作用而分崩離析,形成一場流星雨降落到其它行星的表面。這就是礦脈的形成。在這個過程中不可能形成複雜的生命。六千萬年前的一顆小行星完全改變了地球的進化歷程,而在地球豐富的礦脈中,共發現了上百萬種不同行星的隕石。

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Figure 6 隕石(freepik)

接下來是行星冷卻時間——如果它們幸運地處於適居帶,那麼生命就會進化出來。

以上的每一個步驟都需要數十億年的時間。因此宇宙中任何地方的文明最早不會超過140億年前。那麼,如果存在星際文明的話,我們有可能將會是第一個。但,這也未必。

這就意味著,很多人類沒有那個耐心穿越如此漫長的旅途去尋找地外文明(畢竟沒有蟲洞)。也許,我們可以期待著人類進化出更長的壽命,或者變成機器。

但我們對人類智慧是否仍在進化並不清楚。畢竟人類已經不再是相互之間存在群組優勝劣汰的許多個分散的種群聯盟了。人類的繁殖能力和智力之間呈現出單調負相關性。我們也許已經到達了一個不穩定的臨界點,需要通過週期性的“黑暗時代”才能恢復智力的進化能力,或者我們永遠也無法進化出更先進的文明瞭。

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. 萊利- quora

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