我們是宇宙中唯一的智慧生命嗎?人類其實對這個問題一直都是非常興奮的,宇宙形成已經有138億年了,可觀測的宇宙直徑大約有930億光年,至少有一千億個星系,單獨銀河系就有大約2500億到4000億顆恆星,即使智慧生命以很小的機率出現在圍繞這些恆星的行星當中,那僅僅是銀河系內就應該有很大數量級的文明存在,可是他們在哪?這些外星人都在哪?這個就是我們今天要說的。
費米悖論
1950年,被譽為原子能之父的物理學家恩利克費米一天中午他和他的幾個好朋友一起去吃飯,其中一個是被譽為氫彈之父的愛德華·泰勒,閒著沒事大家就走在路上就聊到了UFO,還有一些關於外星人搶走市裡面垃圾箱的漫畫,感覺和我們這些學渣平時的聊天內容也是差不多,但是吃飯的時候費米就突然問泰勒“where are they(他們在哪兒)”費米又拿出隨身攜帶的一個小本子用了一些估計的數字做了一系列複雜的快速計算,他當時就得出一個結論:地球應該在很早以前就被外星人訪問過,而且被訪問的次數遠遠不止一次,但是最大的問題就是這些外星人到底在哪?如果他們真的存在為什麼我們什麼都沒有發現?
德雷克公式
十年後也就是1961年,天文學家法蘭克德雷克給出了一條公式試圖去解答費米悖論,但是最後的四個參量有很大的問題,這四個參量完全是未知的,因為我們只有一個樣本那就是地球以及人類,所以每一個人對於這個公式的各個參量估值都不一樣,就導致N的差距會非常的巨大,從根本上來說這個公式沒有辦法去解決費米悖論,所以要解決費米悖論最顯而易見的方法就是找到地外文明存在的證據。
LGM-1
1967年,劍橋大學的一名學生伯奈爾用射電望遠鏡觀測星空的時候,她在記錄的圖表上發現了一些非常奇怪的脈衝訊號,脈衝訊號非常規律的以1.3373秒一次的脈衝頻率跳動,如此精準的這個頻率前所未有,所以他們曾經考慮這些訊號是來自高等的外星生命,這個訊號初期便被定為LGM-1,也就是小綠人一號的縮寫,之後的一個月他們又陸續在不同的天區發現了三個類似的脈衝訊號,但是這些訊號真的是外星人的嗎?很快這個訊號的來源便被證實了,是我們現在所說的中子星快速自轉發出的訊號——脈衝星,並不是地外文明的訊號。
SETI嘗試聯絡外星人
於是從那以後人類就決定主動嘗試聯絡外星人,這個專案就叫做“搜尋地外文明國際計劃(SETI)”,1974年的11月16日,人類向距離地球兩萬五千光年的球狀星團M13傳送了一條無線電資訊,這條資訊共有1679個二進位制的數字,資訊拆成73條橫列和23條直行,這是假設收到這條資訊的讀者會先將它排成一個長方形,如果把它排成23條橫列他就會變成白色的噪聲,相反如果把它排成73條橫列便可以排出圖中的一幅資訊,這個資訊它包含了人類的DNA元素、結構形狀、人類當時的資料、太陽系天體等資訊,但是我們真的能夠收到迴應嗎?
wow訊號
1977年的8月16號美國天文學家傑裡·埃曼檢測到一個很明顯的窄頻無線電訊號,當時他使用的是搜尋地外文明計劃在俄亥俄州立大學的大耳朵電波望遠鏡,大耳朵完完整整地持續觀測了72秒,埃曼在電腦印表機的報表上圈出了這個訊號,並且他很興奮的在旁邊寫下一個wow,而這個標記就成了這個訊號的名稱,這就是非常著名的wow訊號,來自遙遠的人馬座,可是自那以後人類再也沒有收到這種訊號了。
旅行者一號
1977年的9月5號,無人外太空星系空間探測器旅行者一號朝著宇宙的深處出發,透過旅行者一號我們看到了木星上的大紅斑、木衛一上活火山雷帕特拉的熔岩流、還有木衛二地表、之後我們還看到了土星,離開土星以後旅行者一號便開始了人類的星辰大海之夢,飛往浩瀚的星際空間。
2012年的6月17號,NASA公佈經過35年的飛行旅行者一號已經離開了我們的太陽系(實際上是離開了海王星軌道進入了柯伊伯帶),旅行者一號預計將在大約300年內抵達理論中的奧爾特雲,並且它要花上30000年的時間才能夠完全透過,而旅行者身上帶著一張金唱片,唱片用55種人類語言錄製了問候語,還有各類音樂和太陽系各種行星的照片等等,但即使這個唱片被外星人發現最少也要4萬年,所以它更大的意義應該是對我們象徵性的記錄。
天外來客——oumuamua
很多人在猜想其他的外星人會不會也向宇宙發射了類似的旅行者N號,但是我們沒有發現呢?2017年的10月19號在夏威夷的天文臺發現了一位天外來客,全長不超過四百米,類似於雪茄或者是圓盤的形狀,扁平狹窄而且細長,長短比接近10:1,外表呈紅色,這個物體的表面可能是富含金屬的岩石,也有可能是純金屬。
10月22號NASA有了足夠的證據證明這個物體不是來自太陽系,那一天所有的研究太陽系的天文學家都在等待這個訊息,因為我們的太陽系是非常大的,從二十世紀七十年代開始人類就想找到一個能跨越星際飛行橫穿我們太陽系的物體,隕石也好彗星也罷只要有都可以,但是這樣的物體哪怕是從最近的4.2光年的恆星系統過來至少也需要五萬年,而這個天外來客是此前唯一的一個。其實9月9號這個星際來客就已經經過了近日點,但是它太小了,所以10月14號發現它它就已經掠過了我們的近地點,大概距離地球三千三百萬公里,已經開始遠離這個太陽了,人們就給它定名oumuamua意思就是經過長途跋涉找到我們的信使或者偵察兵。
而一個禮拜後oumuamua的亮度就已經下降了10%,各地許多望遠鏡就對其觀察以後得到了更多的資料,發現它每7.34個小時它的亮度就會發生變化,而天文學家發現它的運動軌跡非常的奇怪,它在繞自己短軸旋轉的同時也在繞長軸旋轉,同時它還上下地搖擺,就這樣一路來到了我們的太陽系,所以天文學家對它的形狀又做了更進一步的猜測,它應該是一個比較扁平的橢圓狀的飛行物。
有人這個時候會問它是不是彗星?但彗星顯然這樣飛的,最重要的是我們的太陽系從來沒有發現過這種形狀的物體,更重要的一點是它沒有像彗星那樣的慧發,那它會不會是塊隕石呢?可是天文學家在2018年的時候發現Oumuamua產生了一段非重力加速,這個是不符合隕石常理的,只有氣體噴射才會造成這樣的加速,這樣大量的氣體是可以檢測到的,然而並沒有氣體,而且一旦有氣體噴射那它就會像彗星那樣,和之前就矛盾了,而且它的這個速度已經超越了太陽的逃逸速度。
2018年的五月Oumuamua越過了木星的軌道,2019年的1月越過了土星軌道,預計2022年將會越過海王星軌道,然後一路往前飛往飛馬座,與此同時有人就大膽猜測Oumuamua極有可能是一架光帆飛行器,但是用無線電對它進行探測卻沒有任何訊號。
科技落後?
回到咱們的費米悖論,外星人到底在哪裡?這個時候就會產生很多的假說,首先是距離和科技不支援,文明之間的距離實在是太遠了不容易接觸,距離太陽系最近的恆星比鄰星也有4.22光年,這意味著即使這個星系裡面存在其他的文明,他們要發現和尋找我們那他們到地球的時間也需要非常之久,而且還要他們有這個科技能力能夠進行這樣的宇宙遠航,因為外星人的科技未必就比我們地球人發達,所以科技的落後可能讓大家彼此發現不了。
地球殊異VS地球平庸
在行星科學和天體生物學中很多人就認為地球是非常稀有的,也就是地球殊異假說,費米悖論上有個平庸原理,認為地球只是普通的行星系統中一顆極為普通的行星而已,因此整個宇宙中是充斥著複雜生命的,而這個地球殊異假說則相反,它認為地球屬於宜居帶的行星,擁有且滿足一切生物維持生命生存和演化的所有條件。
然而事實上地球已經有46億年,而從顯生宙開始這長達五億多年的歲月和數百萬種的生物物種中只有一個物種成功演化到成為高等智慧生命,而不是多種多元的高等智慧生物並存在這個地球上,也就是說哪怕有這麼完美的一顆星球,高等智慧生命的出現都是極為困難的,但是這個假說並不是說宇宙中只有地球才有智慧生命,只是認為類似地球的星球和智慧生命在宇宙中非常稀少,銀河系中有智慧生命的星球可能只有幾百顆甚至幾顆而已,兩個文明要發生碰撞談何容易?有人則認為文明是有壽命的,資源和能源的枯竭將會導致文明倒退。
戴森球
但有人提出這個所謂的資源僅僅侷限於文明所在的行星,1959年物理學家弗里曼戴森就發現人類文明的發展會持續增加消耗的能量,所以理論上來說一個歷史足夠久遠的文明所需的能量確實要遠遠大於自己星球的能量就需要其他的能量來彌補,比如我們現在所用到的太陽能,但是戴森說的並不是這麼簡單的東西,他指的是如果用一個殼狀物或雲狀物能夠罩住整個恆星,那就可以收集到儘可能多的輻射能,這個就叫戴森球。
卡爾達肖夫指數
在戴森球的基礎上很多物理學家就推測出更多的天體超級工程,但是這些工程都是建立在一個名為卡爾達肖夫指數上的,1964年蘇聯的天文學家尼古拉卡爾達肖夫他首先提出了文明是分等級的,根據文明使用能源功率量級劃分,一個1型文明可以將自身星球的能源開發使用100%,而人類至今並未達到1型,科學家認為人類現在可能大概就開發了70%,一個II型文明可以使用恆星的能源100%,也就是能使用戴森球這樣的超級龐大天體工程,而三級的文明就非常之厲害了,他們能夠駕馭整個星系的能量,這樣的文明我們是沒有辦法去想象的。
神奇的Tabby星
但是類似於戴森球這樣的建築肯定會改變恆星的光譜,所以可以依據這個判斷進行人工恆星紅外輻射源的搜尋,2015年幾位天文學家發現一顆距離地球1480光年的恆星,它們定名為Tabby星,發現它的亮度有幾個非週期性的小驟降,而且每次驟降的強度是不一致的,另外還有兩個大驟降約750天會發生一次。
2011年3月5號的第一次主要驟降降低15%的亮度,另一次造成22%的亮度下降,這個恆星的質量大概是太陽的1-1.4倍左右,也就是說一顆木星大小的行星只會造成這顆恆星的亮度下降千分之1,這表示並不是一顆行星遮擋這個恆星的光,而是某個寬度至少有它一半的物體才能夠造成這樣的亮度驟降,那麼環繞它的這些物體到底是什麼?會不會是一個II型文明或者是III型文明製造的天體工程?假如真的有III型文明的存在他們會不會如同神一樣注視著我們的文明?
動物園假說
這個時候有人就提出了一個說動物園假說,說的是外星生命有意避免與我們地球交流,這樣做是為了讓文明自然進化和社會文化的發展避免星際汙染,類似於在動物園觀察動物的人,一旦人類透過某些技術政治或者是道德標準,外星人可能就會允許我們和他們接觸,接觸以後我們就會發現其實很多地外文明之間存在著相對普遍的文化或者是法律政策,需要在與地球這種還在發展階段的文明隔離,很多科幻電影還有小說就是以這個理論為基礎。
但是這個是建立在沒有霸權的宇宙當中,具有獨立原則的隨機單一文明產生的這個默契,假如存在多種外來文化這個理論可能就會在動機的概念下崩潰,因為只需要一個外星文明採取霸權行動侵犯的可能性就會隨著文明的數量呈指數上升,但其實從另一個角度想銀河系中的第一個文明出現到隨後所有文明之間的時間跨度可能是非常巨大的,這樣時間跨度的文明他能夠做什麼?如果僅有一個很遙遠的文明在過去就取得了這種霸權,它就有可能形成反對殘暴殖民的規定,不干涉發展中那些落後的文明,但是文明的發展真的能夠持續幾千萬甚至億年嗎?
大過濾器理論
美國一個教授羅賓漢森他就提出了大過濾器理論,他把從沒有生命的荒蕪之地到擴張性的星際文明的演化大致分為九個階段,這些階段但凡有一個環節出了問題跨不過去文明的演化都會被終止,這個過程就是大過濾器,但是關鍵問題是人類不知道這個大過濾器現在處在什麼位置,比如我們現在這個狀態是跨過了還是沒有跨過?如果跨過去了那是幸運的美好的未來在等待著我們,但是如果這個大過濾器還沒有來呢?未來等待我們的這個大過濾器是什麼?我們能夠跨過去嗎?我們的文明還能夠延續嗎?
結語
時至今日,無論是哪一種假說或理論都沒辦法阻擋我們對外星智慧生命的探索,然而在12月1號被譽為地球“兩大眼睛”之一的阿雷西博射電望遠鏡已經坍塌了,望遠鏡的反射盤表面被完全砸毀不能再使用了,還記得我們之前說的1974年向宇宙傳送的那條無線電資訊嗎?它的名字就叫阿雷西博資訊,便是用這臺望遠鏡傳送出去的,而現在全世界在天文探索領域將只能依靠來自我們中國貴州的另一隻眼睛——FAST。