在尋求建造我們未來的星際飛船時,我們也必須考慮到它們的成本可能太高了。,除非一個物種的成員壽命很長,否則銀河級別的文化將很難出現。星際旅行的想法一直吸引著我們這個物種,其中的每一個成員都出生在地球上。我們在塵土飛揚的鄉村地形中進化,既熱愛它那雜亂的植被,又渴望通過光劍和反物質驅動離開它。我們甚至幻想著把空間摺疊起來,推動像曲速驅動器這樣的大型機器。然而,地球本身就是一艘星際飛船,沒有任何新的陸地或海洋可供我們參觀。無論我們與這個星球之間的距離有多遠,我們都要像一個人離開他的廢墟城一樣,把它帶在身邊。這個城市在他心中根深蒂固。生命是一個全球性的表達。它不能在其他地方生存,它永遠也找不到比它出生的地方更好的環境。
這是金·斯坦利·羅賓遜的小說《極光》中提出的觀點之一。生命在行星上——特別是在它的母星上——生存得最好的觀點,反映在科學家對世界船舶的計算中。當我們穿越遙遠的距離和廣闊的時間時,這些船將承載幾代人。製造和發射這些雄心勃勃的飛船需要整個太陽系的能量。例如,一艘中等大小的飛船,運載1萬人,以5%的光速航行,將需要6900個ZJ的能量。相比之下,一個擁有9000億居民的太陽系每年會消耗1136個ZJ。資源和資金的高成本可能成為建造這類船隻的巨大障礙。因此,星際旅行對一個文明來說可能是不可行的。
然而,研究人員研究了科幻小說的另一個方面,這是一個可以幫助回答著名的費米悖論的問題,即為什麼我們沒有看到外星生命的存在,因為有大量的世界可以發展。它們很大的機會出現,意味著我們應該已經直接或間接地發現它們的存在。在其他參數中,研究人員考慮了探測器的射程和旅行時間、探測範圍內存在不穩定系統的機率、可安置系統的比例,以及恆星速度在幫助或阻礙星系擴張方面的重要性。隨著銀河系已經有135億年的歷史,一個有智慧的文明有足夠的時間來安頓和填充眾多的恆星系統嗎?在我們不知道的情況下,一個文明可能已經在過去殖民過地球了嗎?
銀河系幾乎是在大爆炸後不久就形成了。雖然外星文明會像我們的銀河系鄰居一樣進化,但它們的動機和欲望可能與我們非常不同。極光效應被總結為「一個好的世界是很難找到的」。就像在我們的日常關係中尋找合適的朋友和伴侶一樣,不是每一個我們認識的人都能滿足我們的需要。同樣,一個適宜居住的世界並不等於一個準備被殖民的世界。這樣,我們星系中恆星的密度就不等於可定居星球的密度。有三個層次的密度:高水平的可定居的行星,低密度,密度低於臨界水平,在這種情況下,膨脹將完全停止。隨著可定居行星數量的增加,探測器的擴張速度也隨之加快。在低密度的情況下,文明可能依靠恆星的運動將世界帶進探索的範圍。探測器被發送到需要最短旅行時間的目的地。
恆星運動的實際值表明,它們甚至可以幫助探測器在相當於或遠低於其135億歲年齡的時間內使星系穩定下來。事實上,一個以每秒30公裡的速度移動的探測器需要10億年的時間裡殖民整個星系。到2024年,帕克太陽能探測器的最高速度將達到每秒191公裡/秒。
到目前為止,一個文明肯定已經填滿了銀河系,並在數量上增長到1000億個文明。唯一不可能的情況是,兩個探測器之間的發射時間間隔超過2.7億年。麥可·哈特在1975年幫助進一步發展了費米悖論。他估計,即使以低於光速的速度移動的探測器,也能在大約65萬年的時間裡穿越整個銀河系。
但並不是所有的世界都可以被文明所定居,即使它們可以被改造成地球。我們是這個星球上的土著生命形式這一事實可能就是為什麼沒有外星生命試圖殖民地球的確切原因。他們可能不是對生活完全漠不關心,或者他們可能根本不需要我們如此寶貴的資源。也就是說,他們可能既不是出於道德原因,也不是出於實際原因。這一點在哈特的「事實A」中得到了明確說明,即目前地球上既沒有也從未有過外星生命形式。但是,考慮一下時間範圍。在我們的地質記錄中抹去文明的痕跡之前,一個文明能存在多久?
帕克太陽能探測器將打破任何人造速度記錄。一個過去的文明要留下明顯的足跡,它必須足夠大,而且足夠持久。如果一個文明在這裡定居了數十億年前,但只持續了一萬年,它不太可能留在我們的記錄。一種外星生命形式甚至可能故意選擇抹去它,而選擇對可能在這個星球上發展的未來生命保持隱身。要找到過去有限殖民的特徵,就需要尋找同位素和化學地層異常,而實驗還沒有做到這一點。還有可定居世界集群的現象。如果我們在星團之外,外星生命可能在相當長一段時間內都不會覺得有必要訪問我們。如果3%的世界是宜居的,文明的壽命延長到10億年,那麼我們不可能有一百多萬年沒有被造訪過。因此,銀河系可能充滿了我們沒有機會接觸的智能生命。
化學地層學在這裡和像火星這樣的地方都被用來更好地了解,例如,它的許多隕石坑和特徵。這個過程是用來收集一個地方的歷史信息,以及它的許多特徵是如何組合在一起的。與任何試圖回答費米悖論的理論一樣,極光效應充滿了假設和任意的數字,儘管這些假設和數字是現實的,但卻不可能是具體的。銀河系文明的時間線是變化無常的;我們沒有足夠的了解外星生命形式將如何行動,以提出穩定的變量。當然,我們也會有偏見,比如未來的外星文明會想要生活在行星上,或者行星甚至是擴張的必要條件。如果太空競賽追求的是資源和便利,那麼彗星就更容易獲得。可能是人工棲息地變得比自然棲息地更受歡迎,或者像極光中沉思的那樣,物種可能意識到沒有必要離開它們的宿主星球,因為這種嘗試是徒勞的。
在這種情況下,一個物種可能會主動選擇停止發送探測器。在本文的語境中,這與系統死亡是一樣的。其他可能停止發射探測器的原因有滅絕事件、環境崩潰或資源枯竭。但人們希望,隨著時間的推移,技術文明能夠更好地避免崩潰,特別是那些由於自然災害而崩潰的文明。研究人員承認,他們的計算沒有考慮到光暈恆星、星系剪切力,甚至是探測器發射速度、射程和速度的提高,因此,星系定殖的速度可能比他們工作中預測的還要快。
到目前為止,SETI(搜尋地外文明)只對一小部分的無線電頻譜進行了評估,這讓我們無法得出這樣的結論:在黑暗的宇宙叢林及其野生生物群落中,不存在外星文明。一個有水的系統很可能是生命的家園,所以從這個角度來看,與其他生命的相遇不太可能是平靜的。