宇宙中,人類是孤獨的嗎?
天文學家德雷克用德雷克公式得出單單銀河系中就有可能存在1萬個智慧文明,還不算宇宙其他的星系,然而物理學家費米提出反駁,也就是著名的「費米悖論」:如果宇宙中存在智慧生命,我們早就遇到它了。
外星生命
儘管如此,多數人還是相信,宇宙誕生130億年來,肯定存在其他文明,就像太陽系誕生了人類。科學家鍥而不捨地尋找外星生命以及可能存在生命的星球。從1995年,科學家在太陽系外發現了一顆繞著一顆太陽型恆星運行的行星以來,十幾年來,天文學家已經發現了4000多顆系外行星,包括一些可能孕育生命的類地行星。
宇宙
在過去的十年裡,天文學家花費巨大的努力試圖找到簡單生命形式的蹤跡——即所謂微小的微生物的「生命特徵」——可能存在於宇宙的其他地方,然而這些微生物已經無法滿足人們日益增長的與更接近我們的智慧生物建立聯繫的欲望。
對智慧生物的探索,才能夠真正回答人類的核心問題之一: 在宇宙中,人類是孤獨的嗎?
所以,科學家在尋找簡單生命的同時逐漸改變其關注焦點,尋找像人類一樣能夠創造科學技術的足夠先進的智慧生命。微生物顯示出的生命跡象,稱其為生物特徵。與生物特徵相對應,智慧生命顯現出的特徵被稱為文明特徵,例如文明特徵可能主要以無線電信號的形式出現,讓科學家推斷宇宙中存在科技文明。
外星文明
然而,為了探測行星是否有生命存在,科學家首先必須確定哪些特徵才能表明生命存在或曾經存在。
如果一個外星星球上有智慧生命,並建立了類似地球的科技文明,是否存在「文明特徵」呢?這些文明特徵會比生物特徵更容易檢測嗎? 從地球是否可以看到外星文明創造的文明特徵呢?
雖然生命可能有多種形式,但它始終遵循著相同的宇宙物理和化學原理。同樣原理也適用於科技文明的發展,外星文明使用的任何技術都將以物理和化學原理為基礎。這意味著研究人員可以利用他們在地球實驗室的研究成果來指導他們思考宇宙其他地方可能發生了什麼,所以科學家計劃在今後通過觀察幾種可能表明在另一個星球上存在與人類相似或更先進的科學技術活動的文明特徵來探索外星生命的存在。
宇宙由物質和能量兩種基本的成分構成,而物質的變化離不開能量的攝入與消耗。
縱觀人類的發展歷史,從原始的柴火演化到煤炭、石油以及到現在的核能、太陽能,人類大與能量資源的利用密不可分。同樣的,外星人不會魔法,外星文明發展也需要能量,而宇宙中能源種形式只有那麼多。
恆星是宇宙中最強大的能量產生器。
恆星
在地球上,我們利用來自太陽的能源,所以使用恆星能量對於其他文明來說也是一件很自然的事情。如果一個文明社會使用了大量的太陽能電池板,那麼從其行星上反射回來的光就會有特定的光譜標記——即對反射或吸收的特定波長的光。接收到這些反射的光譜信號,就能表明太陽能收集器的存在,從而確定外星文明的位置,而且能根據他們駕馭能源的能力對外星文明進行分類。
但也許,外星文明有更高級的利用恆星能量的方式比如戴森球。
戴森球裝置
一直以來,科學家通過分析其他星球的大氣來判斷星球能否存在生命,通過分析化學物質吸收的光譜來探測大氣中的化學物質。這些化學物質包括甲烷、氧氣和人造氣體,也如我們曾經用作製冷劑的氯氟碳化合物。
外星文明
生物特徵研究集中在像甲烷這樣的化學物質上,簡單的生命會產生甲烷。如果其他行星存在像我們地球上存在的大分子氣體結構或充滿汙染物的大氣層,則可能證明在宇宙的其他地方有一個像地球一樣的文明,例如氟氯化碳就標誌著工業文明的存在。
一個文明發展的基礎是交流溝通。
在地球上人類自己的無線電和電視廣播已經飄向了太空,因此我們可能能夠接收到來自其他生物的信號。那麼,如果其他星球如果存在類似人類的文明,必然要通信,通信的方式不僅僅是通信信號,而且還有可能無線電或雷射通訊。
通訊設備
科學家也正在進行這一方面的研究,對宇宙中的電磁信號進行更深入的搜索和分析。通過對比宇宙之中接收到的電磁信號,很可能確定外星文明的存在。
當然外星文明如果使用類似量子通信之類的更高級的交流方式,我們人類目前的監測設備還達不到要求。
除此之外,還有一個有趣的思想實驗:地球上一個早已經滅絕的技術文明在今天是否還能被探測到,為了研究這個問題,科學家開發一個數學模型來說明一個技術先進的星球是如何一起發展或崩潰的,這個模型有利於科學家探測其他星球是否存在過高級文明。
宇宙行星
上述的這些文明特徵為科學家尋找地外文明提供了明確的方向,他們應該尋找什麼。外星可能不僅存在於人類以前認為的宜居行星帶,也可能存在於千千萬萬人類還沒有探測過的星球,宇宙之中的各種電磁信號、光譜信號很可能隱藏著外星文明的痕跡,這些都等待著人類破譯。
然而,尋找到外星文明存在的痕跡,對人類來說,真的是一件好事嗎?
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