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外星亲,你们到底在哪儿
2017-12-14 08:08:52 来源: 科技日报
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  恩利克·费米

  暗物质,一个人类追寻多年的宇宙魅影,最近终于被我国的“悟空”寻觅到了疑似踪迹。这一发现不仅可能带我们走进基本粒子更加深入细微的结构中,而且对于我们理解星系、星系团这样大尺度的结构如何在宇宙演化中形成也具有重要意义。

  除了暗物质之外,另一个宇宙魅影同样被人类追寻多年,这个“魅影”就是外星文明。多少年来人类一直试图寻找外星文明的蛛丝马迹,但都没有结果。这不禁让人仰天长啸:“各位亲,你们到底在哪啊?”

  面对外星文明的谜之存在,发出这种疑问的可不止一人。著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主恩利克·费米在1950年的一天与同事们共进午餐讨论到飞碟与外星人问题时,也突然冒出了这样的想法:“他们都在哪呢?”这句看似简单的问话,就是著名的“费米悖论”。

  “费米悖论”隐含之意是,理论上讲,人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球,那么,外星人只要比人类早进化100万年,现在就应该来到地球了。然而,为什么我们没有看到智慧文明的影子?

  费米悖论到底是怎么回事

  在中国科学院国家天文台李然副研究员看来,费米悖论是一个几率问题。他告诉科技日报记者,实际上,费米悖论阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。如果宇宙中存在很多智慧文明,那么为什么我们至今没有接收到有关他们的信号?如果宇宙中智慧文明很少甚至不存在,那么又是什么因素干扰了智慧文明的出现?

  要想更好地了解费米悖论,让我们先来进行一些数学计算吧。在最适合观星的夜晚,我们仰望星空时,大约可以看到2500颗恒星,但这仅仅是银河系中恒星总量的一亿分之一,银河系大约有2.5×1011颗恒星,但是在可观测宇宙内有更多数量的星系,实际上,在可观测宇宙内的恒星数量大概在1022—1024颗。地球不过是太阳系疆域中微不足道的一员,而太阳也不过是银河系数千亿颗恒星中普通的一颗。即使智慧文明以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中,那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。

  李然在《漫步到宇宙尽头》一书中写道:“银河系中存在着上千亿颗恒星。假设这些恒星中只有1%拥有一颗行星,再假设行星拥有智慧生物的概率只有1‰,那也意味着银河系中存在着100万颗文明星球。”

  搜寻地外文明计划(SETI)致力于用射电望远镜等先进设备接收从宇宙中传来的电磁波,从中分析有规律的信号,希望借此发现外星文明。如果银河系里存在100万颗文明星球,哪怕其中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的卫星阵列也应该会收到各种各样的信号。但是,实际上SETI并没有收到这样的信号。

  正因如此,费米和我们都发出了这样的疑问:外星文明到底在哪儿呢?

  对费米悖论的第一类解释

  多年来科学家对费米悖论提出了各种解释。这些解释大致可以分成两类。第一类认为宇宙中存在很多智慧文明,但因为种种原因我们观测不到他们。

  这类解释认为地球不是特殊的,仅仅是一个典型的行星,具有和其他星体相同的规律和现象,整个宇宙中充斥着复杂生命。缺失智慧文明存在证据不等同于智慧文明不存在。我们之所以至今没能观测到智慧文明,有很多种可能性。以下是科学家推测的几种可能。

  “他们”呐喊

  我们听不见

  这种观点认为,外星文明有很多活动和信号存在,只是我们的技术太原始,听不到他们的呐喊。

  其实这种可能性很容易理解。在古代,人们使用烽火和信鸽传递消息,而现在人们却用无线电与千里之外的朋友聊天。比我们先进上亿年的外星文明所掌握的通信方式可能是我们无法理解或无法掌握的,因此我们听不到“他们”的呐喊。

  就好像我们走进一个现代化办公楼,然后打开一个对讲机,此时因为大家都使用手机和电脑来沟通,所以对讲机什么都听不到。纽约城市大学教授、理论物理学家加来道雄有个形象的比喻:“比如说在森林中间有一座蚂蚁窝,蚂蚁窝旁边正在建造一条十车道的高速公路,蚂蚁会明白十车道高速公路是什么吗?蚂蚁会明白建造高速公路的技术和建造公路的物种的意图吗?”

  然而这种观点也有着明显的弱点。即使一个外星文明掌握了先进的通信方式,“他们”也应该能够想到采用低级的无线电方式联络落后文明,除非“他们”对我们这样的低等文明不屑一顾。

  “他们”故意

  隐藏自己

  这种观点出自刘慈欣的《三体Ⅱ:黑暗森林》,又名黑暗森林假说。该假说认为,宇宙中可供文明生存的资源有限,因此较发达文明倾向于摧毁可能与自己争夺资源的欠发达文明。在这种情况下,为了生存,欠发达文明倾向于隐藏自己的存在以避免被攻击。这也就解释了为什么SETI计划收不到任何信号。

  但是这也同样表明向外发送信号的人类太过幼稚。霍金认为,如果外星人造访我们,结果就会像哥伦布登陆美洲一样,对于美洲土著来说结果很糟糕。甚至相信高等文明里面好人多的美国天文学家卡尔·萨根也认为SETI计划是很不明智很不成熟的。他表示:“初到新地方的小孩应该安静的倾听很久,耐心学习,然后再对着那未知的森林发声。”

  “他们”把我们

  养在“动物园”

  动物园假说是指我们人类居住在“动物园”里,外星人不干涉,让人类以自己的方法发展自己的文明,掌握自己的命运。

  这个观点认为,外星人已经找到地球人,但“他们”不造访、不入侵,而是像观察动物园里的动物一样观察地球人。动物园假说也被说成实验室假说,地球生物及人类可能是由外星人所制造的实验动物,制造者可能选择低调地进行实验观察,不接触人类或仅与人类政府秘密接触。

  也就是说,高等文明们存在于一个管制严格的星系,而地球是一个受保护的“国家公园”的一部分,对于这个“动物园”里面的我们,其他文明都要遵守一个“只能看不能摸”的规定。此时,我们没有办法注意到观察者。就好像《星际迷航》里面的最高指导原则一样,超级智能生物不可以和人类这样的低等物种进行直接接触,直到人类发展到了一定程度为止。

  “他们”来时

  还没有我们

  此外,还有观点认为,外星文明可能已经造访过地球,但是那时候地球人还不存在。智能人只存在了5万年左右,与“亿年”级别的宇宙史比起来,只是弹指一挥间。如果和外星文明的接触发生在人类出现之前,那发生了什么我们无从得知。有记录的人类历史只有数千年,在那之前就算外星文明造访过地球也没有办法流传下来。

  虽然一些科学家对于外星文明的存在持乐观态度,并提出了各种可能来支持其观点的正确性,但另外一些科学家却提出了对费米悖论的另一种截然相反的解释。他们认为宇宙中智慧文明很少甚至不存在。那么人类真的是宇宙的幸运儿吗?又是什么因素干扰了智慧文明的出现呢?敬请关注12月15日的科技之谜,我们将在这一期为您揭晓答案。

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【纠错】 责任编辑: 陈听雨
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