1950年,意大利裔美國物理學(xué)家恩里克.費米在與同事午飯時,討論到了不明飛行物和外星人的問題,同事們七嘴八舌的討論著外星文明的各種可能性,突然費米想到了這樣一句話:Where are they?(它們在哪里?)
費米意識到,只是銀河系歷史就有100億年,所包括的范圍達(dá)到了10萬光年,目前人類可達(dá)到的最快速度為千分之一光速,而人類的發(fā)展歷史也不過幾萬年,銀河系中應(yīng)該不乏有比人類誕生早的文明,即便它們以千分之一的光速探索和殖民整個星系,只要一億年它們就能夠?qū)⒆阚E遍布這里。
但現(xiàn)在我們對外星文明的探尋依然一無所獲。
目前可觀測宇宙的范圍已經(jīng)達(dá)到了930億光年,里面至少包含了兩千萬億顆恒星,即便生命出現(xiàn)的概率很小,但在宇宙如此龐大的基數(shù)下,文明也應(yīng)該不在少數(shù),為何它們還沒有達(dá)到銀河系?
一代又一代科學(xué)家試圖對費米悖論作出合理的解釋,大部分人認(rèn)為,生命誕生的幾率可能遠(yuǎn)比我們想象的小,而星際航行又是一個難以逾越的障礙,費米悖論的答案可能就是這樣簡單。
不過,最近一篇新的論文給出了與以往有所不同的答案:宇宙中并不是沒有外星人,它們之所以沒有到達(dá)太陽系,可能僅僅是因為看不上,那些掌握了星際殖民能力的文明對這里不感興趣。
要真正理解費米悖論,就離不開德雷克方程。
1961年,天文學(xué)家弗蘭克.德雷克開始了用無線電尋找外星文明的計劃,同時他提出了一個方程來估計銀河系中可交流文明的數(shù)量N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。
該方程被命名為德雷克方程,其中N是最終能夠檢測到的文明數(shù)量,R*是適合生命發(fā)展的恒星形成概率,F(xiàn)p是具有行星的恒星比例。Ne是銀河系中可能適合生命生存的行星數(shù)量。
2020年,諾丁漢大學(xué)物理與天文學(xué)院的兩位科學(xué)家使用德雷克方程進(jìn)行了對估算外星文明的研究,最終他們認(rèn)為銀河系內(nèi)有36個活躍的外星文明,距離太陽系最近的是17000光年外一顆紅矮星系統(tǒng)。
不過礙于技術(shù)原因,我們暫時無法與其探測通信。
但他們?yōu)槭裁礇]有到太陽系來?
西雅圖市藍(lán)色大理石空間科學(xué)研究所的哈克.米拉斯和美利堅大學(xué)物理學(xué)的研究教授福切斯近日在《天體物理學(xué)雜志》發(fā)表了一篇論文,他們認(rèn)為并不是所有宜居的恒星系統(tǒng)都適合不斷發(fā)展的高等文明。
只有低質(zhì)量恒星,特別是K矮星,才是長壽文明的最佳遷移目標(biāo)。
論文開頭引用了1975年哈特對費米悖論的理解:一個有能力擴(kuò)張的文明能夠在銀河系中迅速蔓延,我們沒有發(fā)現(xiàn),只因為銀河系中不存在這種擴(kuò)張的文明。
根據(jù)計算哈特認(rèn)為,一旦文明開始在星系中擴(kuò)張,太空探索的前沿大致是一個半徑以十分之一光速增長的球體表面。
按照這樣的速度,整個銀河系只需要65萬年就能被完全覆蓋,那些文明有足夠的時間到達(dá)太陽系,所以對缺乏外星文明證據(jù)的唯一解釋就是銀河系沒有外星文明。
不過福切斯和米拉斯并不同意這個觀點,許多人在思考費米悖論時有一個假設(shè)的前提,即外星文明會對每一個宜居的恒星系統(tǒng)都進(jìn)行文明的傳播,但事實可能完全不是這樣,論文中寫道:一個不斷擴(kuò)張的文明將優(yōu)先定居在小質(zhì)量的K-或M-矮星系統(tǒng),避免質(zhì)量較大的恒星,以優(yōu)化文明在該恒星系統(tǒng)的壽命。
大質(zhì)量恒星內(nèi)的核反應(yīng)速度更快,內(nèi)部的氫燃料也消耗得更快。一旦氫消耗殆盡,恒星就不可避免地走向死亡,同時恒星系統(tǒng)的文明也將終結(jié),而K矮星相對較小,壽命也更長,兩者的壽命能夠相差到上萬億年。
即便是一個非常先進(jìn)的文明,在殖民時也要投入大量的資源,既然都是投入資源,為什么要把資源投入到壽命較短的恒星系統(tǒng)內(nèi)呢?
論文作者同時計算了一個只殖民K矮星和M矮星的文明要覆蓋整個銀河系所需的時間,結(jié)果表明,該文明需要20億年的時間才能夠到達(dá)銀河系內(nèi)的所有低質(zhì)量恒星。
作者認(rèn)為,在銀河內(nèi)的某顆低質(zhì)量恒星系統(tǒng)內(nèi),存在著一個有能力進(jìn)行宇宙星際殖民的高等智慧文明,他們正在向銀河系擴(kuò)張,我們不能因為沒觀察到,就否定他們的存在。
論文中特別寫道:一個起源于G矮星系統(tǒng)的低質(zhì)量星系智慧生命,在銀河系的歷史中有足夠的時間發(fā)展科技和擴(kuò)張文明,只是人類沒有注意到。
受限于科技和認(rèn)知的原因,我們可能無法想象外星人究竟如何存在和發(fā)展,也很難觀測到它們,探索求知之心是人類得以進(jìn)步的重要原因之一,可能我們永遠(yuǎn)都無法找到費米悖論的真正答案,但只要在探索的路上,離真理就會越來越近。