外星人可能只是最近没来
太阳系所在的银河系是由超过1000亿颗的恒星,以及比恒星数量更多的行星等组成的。
NASA/JPL-加州理工学院
・一篇新发表的研究论文指出:在人类居住的银河系中,在各种恒星系统之外可能存在地球以外的文明。
・这项研究为“费米悖论”的“没有发现外星智慧生物的接触痕迹”这点提供了新的视角。
・该论文的作者们针对“虽然外星人存在,但与人类没有交流”的可能性,提出了各种情景假想。比如说,有可能外星人曾经访问过地球,但在人类开始关注的“最近”没有来。
・此外,该研究表明,预备穿越恒星系统的外星人可能正在等待与宜居恒星系统间的距离缩短的时机。
银河系可能充满了各种各样的外星生命文明。而在这1000万年里却没有外星人访问过地球,原因也许只是我们没有注意到。
2019 年 8 月,一篇研究论文在学术期刊《ASTROPHYSICAL JOURNAL》上发表了。论文指出:外星智慧生物有可能正在利用各个恒星系统的运动,以不怎么耗能的方式在太空中航行,花费着时间在银河系中进行探索。
这项研究可以称得上是对名为“费米悖论”的疑问的新解答。这个悖论指的是这样的矛盾:尽管觉得外星文明存在的可能性很高,但与外星文明接触过的证据似乎又不存在。
这个悖论是由一如其名的物理学家——恩里科·费米(Enrico Fermi)在 1950 年最早提出的。据说费米曾问:“他们都在哪儿呢?”
测量银河系中恒星位置的欧洲航天局(ESA)探测器“盖亚”
欧洲航天局
费米提问时的讨论主题其实是恒星间的航行是否可以实现。但在那之后它的含义逐渐变成了对外星生物本身是否存在的疑问。
1975 年,天体物理学家麦克尔·哈特(Michael H。Hart)发表了一篇这个问题的研究论文。哈特指出:自银河系诞生以来,距今大约已有 136 亿年。在这期间,尽管已有充足的时间让智慧生命体将银河系殖民化,但地球上没有迹象表明有这样的行动。就此点来看,哈特得出结论:银河系除了人类之外应该没有其他拥有高度文明的生物。
而此次发表的研究成果为这一问题提供了新的视角。该论文的作者们思虑道:外星生命体可能只是在消耗着时间,还在战略性地探索着。
该研究论文的主要作者、计算科学家Jonathan Carroll-Nellenback在接受Business Insider 采访时如下评论道:
“如果不考虑恒星的运动的话,剩下的结论只有两个。一是没有离开自己出生和成长的行星生物,二是这个星系中拥有高科技的文明只有我们人类。”
属于银河系的恒星(以及围绕它们运动的行星和卫星)各自按不同的轨道和速度,以银河系的中心为轴转动着。所以,有时一个恒星系统会与另一个恒星系统擦肩而过。Carroll-Nellenback如是指出。因此,外星生物可能是在等待探索目标接近自己。
若是如此,在宇宙中传播先进文明的所需时间将比1970年代时哈特推测的要长。这样的话外星人可能还没有访问过地球。或者他们可能访问过,但也是在遥远的过去,人类进化到现在这样之前的事了。
星际航行的相关新概念
用于搜寻外星生物信号的射电望远镜设施“艾伦望远镜阵列 (ATA)”的抛物面天线
SETI研究所
一直以来,为了探究费米悖论,研究人员尝试了各种方法。有的研究调查了地外生物在比地表低的海洋中生存的可能性。还有的作出假设:在能变得星际航行之前,文明可能已经就变得失落并崩溃,并进行了相关的研究。
此外还有一个猜想叫做“动物园假说”。这个假说是指:在银河系中,由智能生命体组成的社会有一个共同协议,即:不干预我们人类。这样做的理由和人类设立自然保护区,保护与外界没有联系的原住民的理由是一样的。
另一方面,牛津大学的研究团队在2018年发表的一篇论文中提出:经估算,人类是银河系中唯一的智慧生命体的概率是40%,甚至在整个宇宙中的概率大约是33%。
然而,这次发表的研究论文的作者们指出,这些过去的研究都少考虑了一个关于银河系的重要实际。那就是银河系中的恒星也是在移动的。就像行星围绕恒星旋转一样,每个恒星系统都围绕银河系中心运动。例如,人类居住的太阳系也在以每2亿3000万年的周期绕银河系旋转着。
新论文指出,如果智慧生命文明在离其他文明很远的地方繁盛了起来(包括银河系偏远地区崛起的地球文明),那么通过等待可居住的恒星系统接近自己,就可以缩短恒星间的航行距离。而在到达一个新的恒星系统后,外星人还会等与另一个恒星系统的航行距离达到最佳后再移动到那个恒星系统。
距离太阳系最近的恒星——比邻星(Proxima Centauri),距离地球约 4。25 光年。
欧洲航天局/哈勃/美国国家航空航天局
在这种情况下,外星人应该不会在银河系中高速移动。等待它所在的恒星系统接近另一个拥有宜居环境行星的恒星是需要很长时间的。
“如果这个'很长的时间'是十亿年,那么这就是费米悖论的一种答案了。”Carroll-Nellenback如是指出,
“由于具有可居住条件的天体是非常稀少的,文明可能在靠近这些天体到可以再次航行的距离之前就已经灭亡了。”
银河系可能充满了外星生命体居住的恒星系统
为了进一步探索外星生命体存在的场景,研究小组使用数学模型模拟了文明在银河系中传播的速度。当时综合考虑了虚构文明到新恒星的距离、星际航行时所用探测器的类型和速度、以及探测器的发射频率等各种各样的因素。
NASA“旅行者”号探测器在外太空航行的想象图。“旅行者二号”于1977年8月发射升空,2018年离开日球层进入星际空间。
美国国家航空航天局
这次的研究小组没有探究外星生命的动机或其社会背景。因为有人指出这些是研究人员在尝试阐明费米悖论时容易落入的陷阱。Carroll-Nellenback说:“我们一直在努力创建一个模型,一个尽可能对(外星人的)社会少做出假设的模型。”
虽说如此,围绕“地外文明向银河系传播的速度”建模的话有个问题:我们手头的数据只有一个,即人类的数据。所有推测都是基于人类行为得出的。
但哪怕在这样的限制条件下,这项研究也表明了银河系可能充满了人类尚不知道的有生命体居住的恒星系统。即使很保守地估测地外生命的星际航行速度和频率,这种可能性也是有真实性的。
Carroll-Nellenback指出:“所有恒星系统都是宜居的,甚至可能实际上已经有生命体在居了。但是它们却没有访问地球,原因可能是距离太遥远了。” 同时他也指出,这个假说虽然可能就是真的,但并不一定就是。
虽然都称为类地行星,但它们的大小或组成是各不相同的。
NASA/JPL-Caltech/R。伤害(SSC-加州理工学院)
目前已观测到将近4000颗太阳系外行星,却没有一颗确认到有生命体存在。虽说如此,勘探活动还是不充分的。仅太阳系所属的银河系中就至少有1000亿颗恒星,而行星的数量可想而知会更多。最近的研究表明,这些行星中估计有多达 100 亿颗可能是类地行星。
因此,此次研究论文的作者们写道:如果要下结论说这些行星上完全没有生命体存在的话,那不就像是以探索了海洋的极小的一部分后,以没有海豚为由下结论说全海洋没有海豚一样言之过早。
外星生命过去可能曾造访过地球
关于外星生命的讨论还有另一个要点。即麦克尔·哈特称为“事实A”的问题:目前没有迹象表明有从其他恒星来的生命形式正在访问地球,也没有迹象表明过去曾访问过地球。
但此次的研究作者认为并不能因此断言外星人从未到过地球。
论文的作者们指出:就算拥有文明的外星人在数百万年前访问过地球,时至今日,他们访问过的证据应该也不会有什么还残存着了(地球已经诞生45亿年了)。作者们这里注意到的是过去的研究成果:我们可能没法找到过去地外生命体到访过地球的证据。
此外,作者们还指出,外星生命体的想法可能偏向于“不想访问已经有生命体居住的行星”。讲述了想法“外星人应该想去一个有生命的星球”是不经深究,简单代入了将“扩大居住地”视作“征服“的人类思维的成果。
作者们综合考虑了所有这些因素后创建了一个数学模型,假设拥有文明的外星生物只在他们遇到的可居住天体中的很小一部分定居,做了一个预估。
论文的作者们表示:尽管如此,如果可居住天体的数量很充足话,外星生物已经遍布整个银河系了也不奇怪。
需要进一步研究
研究小组的见解是,虽说目前还没有发现任何地球外生命的行动痕迹,但没有必要感到失望。
“这并不意味着人类在宇宙就是孤独的。”Carroll-Nellenback如是提出,
“只能说明具有具备生命体居住条件的行星恐怕很少见,且不能轻易到达。”
未来几年内,探测和观察地球以外其他生命体宜居行星的能力估计将显著提高。因为现在新的望远镜已在建设中,发射到太空的望远镜和探测卫星也已经有很多了。
NASA开发中的詹姆斯·韦伯太空望远镜的主镜。它由18个六角镜组成。
詹姆斯·韦伯太空望远镜现已发射
美国国家航空航天局/Chris Gunn
2009年发射的太阳系外行星探测卫星开普勒,在探索银河系内可能居住着生命体的系外行星方面有了飞跃性的进步。哈勃空间望远镜 (Hubble Space Telescope: HST) 和凌日系外行星勘测卫星 (Transiting Exoplanet Survey Satellite: TESS) 现在也仍在从轨道上探索着系外行星。
此外,目前美国宇航局正在开发并计划于2021年3月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope: JWST)进一步扩大了可探索空间,甚至有希望能够观测到大爆炸那般时间的彼方。
提高想要推断人类是否是宇宙中唯一智能生命体的研究人员的能力,需要的是更多关于“星际航行宇宙船”的速度和航行范围的数据。此外,更好地把握虚构的“外星文明”可以存活多久也是有所帮助的。
Carroll-Nellenback表明:“我们完全没有足够的数据要点。”
BY: Morgan McFall-Johnsen
FY: 羽兀
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选文:天文志愿文章组-
翻译:天文志愿文章组-羽兀
审核:天文志愿文章组-
终审:天文志愿文章组-零度星系
排版:天文志愿文章组-零度星系
美观:天文志愿文章组-
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自:https://www.businessinsider.jp/post-198348
本文由天文志愿文章组-羽兀翻译自文章作者Morgan McFall-Johnsen的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除.
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全文排版:天文在线(零度星系)
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