星際文明的層次通過利用的能量來衡量

2020-08-04 天體生物學

德雷克公式,它能夠幫助我們預估深空宇宙中所有可能存在的發達文明的數量,接下來要進一步探究如何對這些文明進行劃分,事實上早在1964年蘇聯天體物理學家尼古拉·卡爾達肖夫就已經指出文明的層次可以通過所能利用的能量來衡量,這種指標也被稱為——卡爾達肖夫指數。

卡爾達肖夫指數

卡爾達肖夫指數將所有文明劃分為以下3個等級:

  • ★(一星)——這種文明能夠利用其所在行星上所有可用的能量。
  • ★★(二星)——這種文明能夠利用其所在行星系中所有可用的能量。
  • ★★★(三星)這種文明能夠利用其所在星系中的所有可用的能量。
星際文明的層次通過利用的能量來衡量

象力對於科學家來說尤為重要,而尼古拉·卡爾達肖夫先生恰好是這樣一位想像力豐富的人,由於我們尚未能夠利用地球上所提供的全部資源,人類文明正至今還沒有達到一星,2017年時地球文明才達到0.72級,也就是說我們現在依舊處於零星文明,此外二星和三星文明需要離開它們所在的星球並且完成對周圍空間的殖民,而我們顯然尚未做到這一點,不過為什麼卡爾達肖夫在進行層次劃分時只關注文明所消耗的能量,而不關注其他的因素呢?

星際文明的層次通過利用的能量來衡量

圖解:德雷克公式

這是因為對能源的支配能夠展現一個文明的科技水平,人類文明會在1~2個世紀內達到一星狀態,幾千年內達到二星狀態,並在10~100萬年間達到三星狀態,然而正如在德雷克公式中的例子中所看到的,發達文明也可能還沒有來得及經歷如此漫長的時間跨度便已經自我毀滅,因為如此長的時間跨度會耗盡文明的能量來源。

星際文明的層次通過利用的能量來衡量

核聚變能源——一星文明

目前已知的有可再生資源就是——化學燃料,然而再生資源總有一天會消失殆盡。

尚未被成功開發的能源——核聚變能源,因為核聚變反應應當將原子乾淨地融合起來,而目前核電站所做的只是裂變原子。

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收集恆星的能量——二星文明

二星文明可以採用地球上已經使用的方法不過是應用於太陽系的其他行星上,也能夠發展新的方法或許我們已經想像到的已經無法想像到的各種能量,最引人注目的方法便是戴森球,因紀念於1960年提出該概念的科學家弗裡曼·戴森而得名。

星際文明的層次通過利用的能量來衡量

戴森球,實際上是一個包裹著恆星並捕獲其釋放所有能量的大型球體,例如使用戴森球可以捕捉太陽向各個方向發射的所有能量,而不僅僅是我們在地球上接收到的一小部分,正如你所能想像的,建造像戴森球這樣龐大的結構並不容易,它確實出現在一些科幻小說,電子遊戲和漫威的漫畫中,可以確定的是戴森球並不是一個實心的球體,因為它承受不了巨大的壓力,比如說戴森球可能是一群儘可能收集輻射的衛星,而它最簡單的形式便是戴森環(類似土星環)不過是由能量收集衛星形成。

當戴森提出它的球體概念後,他鼓勵天文學家尋找戴森球向宇宙發出輻射,以尋找可能存在的外星先進文明,當然帶有 戴森球的恆星並不會被直接檢測到,但由於其溫度球體會發出紅外線。

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從整個星系中獲取能量——三星文明

類似於科幻小說中出現的銀河帝國,如星球大戰中的銀河帝國或星際迷航中的博格文明,這種文明已經先進到能夠利用宇宙中能量最大的物體,如超大質量黑洞,白洞或伽馬射線暴,三星文明甚至能夠打開蟲洞或通往其他宇宙的大門。

類星體是一種現象,當位於星系中心的一個巨大黑洞開始吸收其附近的所有物質時,就會產生類星體,但我們至今仍不知道原因是什麼,當這一切發生的時候由於吸積盤的高速旋轉類星體會產生巨大的能量,並以無線電波光(紅外線、紫外線和X射線)的形式釋放出來,使得類星體成為目前已知的宇宙中最耀眼的天體。

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黃姤結語·零星文明走向一星文明

在2015年以來科學家們一直在試圖解釋塔比星( KIC 8462852)所經歷的奇特變化,這顆恆星位於銀河系天鵝座和天琴座之間,儘管目前正在尋找其它解釋,這顆恆星周圍或許存在著戴森球,但存在戴森球的可能性很低,因此將這顆恆星稱為最神秘的恆星。

星際文明的層次通過利用的能量來衡量

最微妙的時刻便是當下,人類正在從零星文明走向一星文明,因為我們裝備了極其危險的生化武器和核武器,同時有著某種野蠻又狂熱,激情又偏執的心態,一旦我們的文明達到一星時,我們就會是高科技時代。

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