“紅移文明”會利用“時間膨脹”探索宇宙并隱藏自己。
![]()
近日,兩位學者(獨立學者Chris Reiss和來自捷克科學院的Justin C. Feng)在一篇論文中稱,他們共同完成了一項研究,對宇宙中的高級文明可能會如何利用廣義相對論時間膨脹效應,來克服星際旅行中的時空距離障礙進行了探討。
他們認為,銀河系中心附近可能會存在所謂的卡爾達肖夫II型文明。但我們可能永遠也無法發現它們。
他們認為,一個先進的文明——無論是人類還是外星文明,無需依賴超光速旅行等“新物理”,僅利用現有廣義相對論框架下的時間膨脹效應,就可以在有限的生命期內,實現銀河系尺度的探索與殖民。
由于時間膨脹會導致電磁信號(如光)的頻率向紅色端移動(即發生“紅移”),因此這種通過遷徙到高時間膨脹參考系來實現星際旅行的文明,被稱為“紅移文明”。
鑒于銀河系龐大的恒星數量,宇宙龐大的星系數量,以及大多數恒星有或曾經有過至少一顆行星這一合理推測,生命在宇宙中的涌現似乎是順理成章的事情。再考慮到宇宙的年齡以及太陽系的年齡只及宇宙三分之一這一事實,我們有理由假設生命在宇宙中已多次出現。
如果是這樣,那么銀河系中可能早就已經演化出了高級文明,且它們完全有時間進行星際殖民。理論上掌握相應技術的文明僅需65萬至200萬年就可占領整個銀河系,且已多次到達地球。但我們對此卻一無所知。盡管有人據此斷言這樣的文明不存在,但沒有證據并不等于不存在。
在與外星文明和費米悖論有關的討論中,最大的爭議之一是超光速旅行。因為除非我們現在掌握的所有物理學認知都是錯誤的或不完整的,否則超光速旅行就無法實現。
根據愛因斯坦的相對論,物體的運動速度越快,其質量就越大。而隨著物體的運動速度接近光速,它的質量會趨向于無限大,所需的能量也會趨向于無限大。因此即使我們只需達到光速的一小部分,所需的能量也極為巨大。這不但會使飛船所需的推進劑多得荒謬,飛船的體積也會大得不可想象。與此同時,這樣的飛船在加速的過程中,乘員的身體也會承受極大的壓力。
但是同樣根據愛因斯坦的相對論,時間的流逝速度其實是相對的。如果兩個觀察者以不同的速度運動,或處在強度不同引力場中,時間在他們身上的流逝速度是不一樣的。如果我們能夠以盡可能快的速度運動,或將自己置身于強引力場內,都可以讓時間在我們身上的流逝速度相對于外部世界變慢。
這就是所謂的“時間膨脹”效應。兩位學者認為,一個足夠發達的高級文明,可能會將它們自己遷徙到一個時間發生了膨脹的環境中,并享受由此帶來的種種好處——比如星際旅行。
要進入時間膨脹的環境,可能會有三種選擇。其一是遷徙到環繞超大質量黑洞——比如銀河系中心超大質量黑洞“人馬座A*”運行的軌道上。在這里,黑洞的強大引力場會讓時間的流逝速度變慢。在這里,可以承受的膨脹極限是100倍。由于時間流逝速度只有外部世界的1/100,空間距離也縮短到了原來的1/100。這導致該文明能夠用幾年時間,就飛完100光年的距離,探索銀心附近的數百萬顆恒星不在話下。如果選擇遷徙到黑洞旁,需要克服的障礙是黑洞吸積盤等離子體產生的阻力,所需的資源低于但接近一個卡爾達肖夫I型文明(能夠開采并獲得整個行星資源的文明)所能獲得的上限。因此一個II型文明能夠更加容易辦到這一點。
第二種選擇是,建造一個由數千艘飛船組成的艦隊,并讓這些飛船在銀河系內的各個節點之間,以恒定且可承受的加速度進行加減速飛行,將自己籠罩在狹義相對論的時間膨脹效應內。這種方法可以讓時間變慢10000倍。在此參考系內的文明能夠在大約100年內探索完直徑約10萬光年的整個銀河系。但只有當文明演化至II型(能夠開采并獲得整個恒星及其周邊行星系統所有資源的文明)才能完成這樣的升級。
第三種選擇是,在銀河系周圍建設一個由數十萬個黑洞構成的“環”。一個接近III級的文明(能夠開采并獲取整個銀河系資源的文明)才能辦到這一點。這樣一個“環”建成后,飛船能夠依靠黑洞的引力,在環上以近光速作閉合軌道運行,無需持續加速。相對而言,這個近乎永恒且低維護的結構,可以為文明提供幾乎無限的能源。但建造這樣的“環”需要較長的時間,若以銀河系時間計算需要大約數百萬年。
然而研究人員認為,以近光速飛行的紅移文明極其脆弱。在星際飛行時,飛船的航線很難機動改變。如果有敵對文明,它們只需在其必然經過的路線上設置一個質量不大的障礙,就能造成毀滅性后果。
由于時間膨脹,一個靠近地球的紅移文明可能會在其自身參考系的一年內,目睹人類文明從原始社會發展到太空時代。如果存在突然出現的潛在威脅,它們無法提前獲知并得到預警。
基于以上兩點,“紅移文明”有很強的意愿隱藏自己,甚至有可能主動清除可能存在的威脅。這與《三體》中描繪的“黑暗森林”有異曲同工之妙,也許可以解釋為什么我們發現不了它們。
研究人員稱,在已有的物理學知識和生物學局限下,利用“時間膨脹”實現銀河系尺度上的星際旅行是可行的,且“時間膨脹”同時也可能是高級文明行為邏輯的基礎。它從物理學角度出發,為“費米悖論”提供了一種可能的解釋。
參考
Redshifted civilizations, galactic empires, and the Fermi paradox
https://arxiv.org/pdf/2510.00377
Galactic Empires May Live at the Center of our Galaxy, Hence Why We Don't Hear from Them
https://www.universetoday.com/articles/galactic-empires-may-live-at-the-center-of-our-galaxy-hence-why-we-dont-hear-from-them
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.