新研究指出:外星人可能只是最近沒來,未來會來?

外星人可能只是最近沒來

外星人可能只是最近沒來

太陽系所在的銀河系是由超過1000億顆的恆星,以及比恆星數量更多的行星等組成的。

NASA/JPL-加州理工學院

・一篇新發表的研究論文指出:在人類居住的銀河系中,在各種恆星系統之外可能存在地球以外的文明。

・這項研究為「費米悖論」的「沒有發現外星智慧生物的接觸痕跡」這點提供了新的視角。

・該論文的作者們針對「雖然外星人存在,但與人類沒有交流」的可能性,提出了各種情景假想。比如說,有可能外星人曾經訪問過地球,但在人類開始關注的「最近」沒有來。

・此外,該研究表明,預備穿越恆星系統的外星人可能正在等待與宜居恆星系統間的距離縮短的時機。

銀河系可能充滿了各種各樣的外星生命文明。而在這1000萬年裡卻沒有外星人訪問過地球,原因也許只是我們沒有注意到。

2019 年 8 月,一篇研究論文在學術期刊《ASTROPHYSICAL JOURNAL》上發表了。論文指出:外星智慧生物有可能正在利用各個恆星系統的運動,以不怎麼耗能的方式在太空中航行,花費著時間在銀河系中進行探索。

這項研究可以稱得上是對名為「費米悖論」的疑問的新解答。這個悖論指的是這樣的矛盾:儘管覺得外星文明存在的可能性很高,但與外星文明接觸過的證據似乎又不存在。

這個悖論是由一如其名的物理學家——恩里科·費米(Enrico Fermi)在 1950 年最早提出的。據說費米曾問:「他們都在哪兒呢?」

測量銀河系中恆星位置的歐洲航天局(ESA)探測器「蓋亞」

歐洲航天局

費米提問時的討論主題其實是恆星間的航行是否可以實現。但在那之後它的含義逐漸變成了對外星生物本身是否存在的疑問。

1975 年,天體物理學家麥克爾·哈特(Michael H。Hart)發表了一篇這個問題的研究論文。哈特指出:自銀河系誕生以來,距今大約已有 136 億年。在這期間,儘管已有充足的時間讓智慧生命體將銀河系殖民化,但地球上沒有跡象表明有這樣的行動。就此點來看,哈特得出結論:銀河系除了人類之外應該沒有其他擁有高度文明的生物。

而此次發表的研究成果為這一問題提供了新的視角。該論文的作者們思慮道:外星生命體可能只是在消耗著時間,還在戰略性地探索著。

該研究論文的主要作者、計算科學家Jonathan Carroll-Nellenback在接受Business Insider 採訪時如下評論道:

「如果不考慮恆星的運動的話,剩下的結論只有兩個。一是沒有離開自己出生和成長的行星生物,二是這個星系中擁有高科技的文明只有我們人類。」

屬於銀河系的恆星(以及圍繞它們運動的行星和衛星)各自按不同的軌道和速度,以銀河系的中心為軸轉動著。所以,有時一個恆星系統會與另一個恆星系統擦肩而過。Carroll-Nellenback如是指出。因此,外星生物可能是在等待探索目標接近自己。

若是如此,在宇宙中傳播先進文明的所需時間將比1970年代時哈特推測的要長。這樣的話外星人可能還沒有訪問過地球。或者他們可能訪問過,但也是在遙遠的過去,人類進化到現在這樣之前的事了。

星際航行的相關新概念

星際航行的相關新概念

用於搜尋外星生物信號的射電望遠鏡設施「艾倫望遠鏡陣列 (ATA)」的拋物面天線

SETI研究所

一直以來,為了探究費米悖論,研究人員嘗試了各種方法。有的研究調查了地外生物在比地表低的海洋中生存的可能性。還有的作出假設:在能變得星際航行之前,文明可能已經就變得失落並崩潰,並進行了相關的研究。

此外還有一個猜想叫做「動物園假說」。這個假說是指:在銀河系中,由智慧生命體組成的社會有一個共同協議,即:不干預我們人類。這樣做的理由和人類設立自然保護區,保護與外界沒有聯繫的原住民的理由是一樣的。

另一方面,牛津大學的研究團隊在2018年發表的一篇論文中提出:經估算,人類是銀河系中唯一的智慧生命體的概率是40%,甚至在整個宇宙中的概率大約是33%。

然而,這次發表的研究論文的作者們指出,這些過去的研究都少考慮了一個關於銀河系的重要實際。那就是銀河系中的恆星也是在移動的。就像行星圍繞恆星旋轉一樣,每個恆星系統都圍繞銀河系中心運動。例如,人類居住的太陽系也在以每2億3000萬年的週期繞銀河系旋轉著。

新論文指出,如果智慧生命文明在離其他文明很遠的地方繁盛了起來(包括銀河系偏遠地區崛起的地球文明),那麼通過等待可居住的恆星系統接近自己,就可以縮短恆星間的航行距離。而在到達一個新的恆星系統後,外星人還會等與另一個恆星系統的航行距離達到最佳後再移動到那個恆星系統。

距離太陽系最近的恆星——比鄰星(Proxima Centauri),距離地球約 4。25 光年。

歐洲航天局/哈勃/美國國家航空航天局

在這種情況下,外星人應該不會在銀河系中高速移動。等待它所在的恆星系統接近另一個擁有宜居環境行星的恆星是需要很長時間的。

「如果這個‘很長的時間‘是十億年,那麼這就是費米悖論的一種答案了。」Carroll-Nellenback如是指出,「由於具有可居住條件的天體是非常稀少的,文明可能在靠近這些天體到可以再次航行的距離之前就已經滅亡了。」

銀河系可能充滿了外星生命體居住的恆星系統

為了進一步探索外星生命體存在的場景,研究小組使用數學模型模擬了文明在銀河系中傳播的速度。當時綜合考慮了虛構文明到新恆星的距離、星際航行時所用探測器的類型和速度、以及探測器的發射頻率等各種各樣的因素。

NASA「旅行者」號探測器在外太空航行的想象圖。「旅行者二號」於1977年8月發射升空,2018年離開日球層進入星際空間。

美國國家航空航天局

這次的研究小組沒有探究外星生命的動機或其社會背景。因為有人指出這些是研究人員在嘗試闡明費米悖論時容易落入的陷阱。Carroll-Nellenback說:「我們一直在努力創建一個模型,一個儘可能對(外星人的)社會少做出假設的模型。」

雖說如此,圍繞「地外文明向銀河系傳播的速度」建模的話有個問題:我們手頭的資料只有一個,即人類的資料。所有推測都是基於人類行為得出的。

但哪怕在這樣的限制條件下,這項研究也表明了銀河系可能充滿了人類尚不知道的有生命體居住的恆星系統。即使很保守地估測地外生命的星際航行速度和頻率,這種可能性也是有真實性的。

Carroll-Nellenback指出:「所有恆星系統都是宜居的,甚至可能實際上已經有生命體在居了。但是它們卻沒有訪問地球,原因可能是距離太遙遠了。」 同時他也指出,這個假說雖然可能就是真的,但並不一定就是。

雖然都稱為類地行星,但它們的大小或組成是各不相同的。

NASA/JPL-Caltech/R。傷害(SSC-加州理工學院)

目前已觀測到將近4000顆太陽系外行星,卻沒有一顆確認到有生命體存在。雖說如此,勘探活動還是不充分的。僅太陽系所屬的銀河系中就至少有1000億顆恆星,而行星的數量可想而知會更多。最近的研究表明,這些行星中估計有多達 100 億顆可能是類地行星。

因此,此次研究論文的作者們寫道:如果要下結論說這些行星上完全沒有生命體存在的話,那不就像是以探索了海洋的極小的一部分後,以沒有海豚為由下結論說全海洋沒有海豚一樣言之過早。

外星生命過去可能曾造訪過地球

關於外星生命的討論還有另一個要點。即麥克爾·哈特稱為「事實A」的問題:目前沒有跡象表明有從其他恆星來的生命形式正在訪問地球,也沒有跡象表明過去曾訪問過地球。

但此次的研究作者認為並不能因此斷言外星人從未到過地球。

論文的作者們指出:就算擁有文明的外星人在數百萬年前訪問過地球,時至今日,他們訪問過的證據應該也不會有什麼還殘存著了(地球已經誕生45億年了)。作者們這裡注意到的是過去的研究成果:我們可能沒法找到過去地外生命體到訪過地球的證據。

此外,作者們還指出,外星生命體的想法可能偏向於「不想訪問已經有生命體居住的行星」。講述了想法「外星人應該想去一個有生命的星球」是不經深究,簡單代入了將「擴大居住地」視作「征服「的人類思維的成果。

作者們綜合考慮了所有這些因素後創建了一個數學模型,假設擁有文明的外星生物只在他們遇到的可居住天體中的很小一部分定居,做了一個預估。

論文的作者們表示:儘管如此,如果可居住天體的數量很充足話,外星生物已經遍佈整個銀河系了也不奇怪。

需要進一步研究

研究小組的見解是,雖說目前還沒有發現任何地球外生命的行動痕跡,但沒有必要感到失望。

「這並不意味著人類在宇宙就是孤獨的。」Carroll-Nellenback如是提出,「只能說明具有具備生命體居住條件的行星恐怕很少見,且不能輕易到達。」

未來幾年內,探測和觀察地球以外其他生命體宜居行星的能力估計將顯著提高。因為現在新的望遠鏡已在建設中,發射到太空的望遠鏡和探測衛星也已經有很多了。

NASA開發中的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的主鏡。它由18個六角鏡組成。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡現已發射

美國國家航空航天局/Chris Gunn

2009年發射的太陽系外行星探測衛星開普勒,在探索銀河系內可能居住著生命體的系外行星方面有了飛躍性的進步。哈勃空間望遠鏡 (Hubble Space Telescope: HST) 和凌日系外行星勘測衛星 (Transiting Exoplanet Survey Satellite: TESS) 現在也仍在從軌道上探索著系外行星。

此外,目前美國宇航局正在開發並計劃於2021年3月發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope: JWST)進一步擴大了可探索空間,甚至有希望能夠觀測到大爆炸那般時間的彼方。

提高想要推斷人類是否是宇宙中唯一智慧生命體的研究人員的能力,需要的是更多關於「星際航行宇宙船」的速度和航行範圍的資料。此外,更好地把握虛構的「外星文明」可以存活多久也是有所幫助的。

Carroll-Nellenback表明:「我們完全沒有足夠的資料要點。」

BY: Morgan McFall-Johnsen

FY: 羽兀

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選文:天文志願文章組-

翻譯:天文志願文章組-羽兀

審核:天文志願文章組-

終審:天文志願文章組-零度星系

排版:天文志願文章組-零度星系

美觀:天文志願文章組-

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:https://www.businessinsider.jp/post-198348

本文由天文志願文章組-羽兀翻譯自文章作者Morgan McFall-Johnsen的作品,如有相關內容侵權,請在作品發佈後聯繫作者刪除.

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