當?shù)貢r間 4 月 5 日,美國國家航空航天局(NASA)局長賈里德 · 艾薩克曼在 CNN 節(jié)目中指出,外星人存在幾率“相當高”,未來月球南極基地可能配備望遠鏡,用于持續(xù)推進相關探索。他這么說有何科學依據(jù)?月球南極基地的望遠鏡能幫我們找到外星人嗎?
相信外星人存在是很正常的事情,NASA 局長說幾率“相當高”,不是情緒化發(fā)言,而是被數(shù)據(jù)和物理學一步步逼出來的結論,甚至可以說是經(jīng)過嚴謹?shù)倪壿嬎伎己蟮贸龅恼軐W層面的一種信念。
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在可觀測宇宙里,至少有數(shù)萬億個星系,而其中一個銀河系,就含有至少 2000 億顆恒星。
天文學觀測顯示,大約 15% 的恒星帶有行星系統(tǒng),相當于光是銀河系就有 300 多億套“太陽系”,總行星數(shù)可能上千億。
再放大一點看恒星類型。
銀河系里差不多 7% 是像太陽這樣的 G 型矮星,14% 是比太陽略小的 K 型矮星,它們表面溫度大致在幾千攝氏度這個適中區(qū)間,既不太暴躁,也不太冷。
保守估計,每顆 G、K 型矮星宜居帶里平均至少有 0.37 到 0.6 顆巖石行星;樂觀一點,這個數(shù)字可以到 0.58 到 0.88。
也就是說,光是銀河系里,僅這一類太陽的恒星周圍,就可能有幾十億顆尺寸接近地球、溫度大致合適的巖石行星。
再加上占銀河系恒星數(shù)約 75% 的 M 型矮星,其中約 6% 在宜居帶里也有巖石行星。
更魔幻的是,只在離太陽 32.6 光年的小小近鄰區(qū),研究就估算出,可能就有 4 顆非常適合地球型生命生存的行星。
這還只是原生生命的故事。
另外一條證據(jù)更野:地球生命本身其實很擅長偷渡。
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人類已經(jīng)在國際空間站外表面發(fā)現(xiàn)了頑強存活的地球微生物。
實驗表明,有些微生物能耐受真空、強輻射、四十萬倍重力,在極端貧瘠環(huán)境里休眠上億年都能復活。
太陽光壓可以像宇宙版蒲公英風,把攜帶微生物的塵埃粒子從太陽系吹出去,飛向銀河其他地帶。
在過去三四十億年里,隨著太陽系繞銀河系公轉,這種“生命花粉”很可能已經(jīng)飄向周邊數(shù)百萬個類地天體。
換句話說,即便你假設宇宙中除了地球,哪兒都不會自然誕生生命,僅憑地球自己撒種子,也有可能在宇宙其他地方長出不少地球親戚。
這就是很多科學家敢說“外星生命幾乎肯定存在”的底氣。
那為什么我們?nèi)庋鬯姡€是空空如也?
因為尺度錯得太離譜了。
拿人類最遠的探測器和宇宙比,就像一只爬了 50 米的螞蟻,對著整個地球大聲宣布:我已經(jīng)搜遍世界,沒有同類。
銀河系直徑 10 多萬光年,人類飛出太陽系的航天器,幾十年才爬出去不到一光年的零頭。
距離太陽最近的恒星比鄰星,4.2 光年,大約 40 萬億公里。
如果從修長城那會兒,人類就開始向太空“直播”,電磁信號到今天,也只跑了兩千多光年;而銀河系直徑是十萬光年的級別,這兩千多光年,在銀河系里只占 2.5%。
絕大多數(shù)可能存在文明的星球,壓根還沒收到我們這聲“喂”。
再考慮宇宙的年齡。
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宇宙 138 億年,人類文明幾千年,現(xiàn)代科學幾百年,人類大規(guī)模使用電磁波,只有短短一百多年。
如果把宇宙 138 億年壓縮成一天 24 小時,人類會在這一天中的最后幾秒鐘才出現(xiàn),還沒來得及打個完整的電話,就恨不得對著全宇宙喊:怎么沒人回我?
更殘酷的一點,是技術樹錯位。
我們現(xiàn)在主要靠電磁波(廣播、雷達、無線電)在宇宙打招呼。
但如果別的文明早已用別的信號載體,比如中微子流、引力波、量子糾纏等我們才剛剛起步甚至還只是猜想的手段,那就是兩個完全不同的通訊世界。
就像一群還在玩 BP 機的文明,怎么和已經(jīng)直接用腦機接口傳信息的文明對接?
即使真有“外星電話”從我們身邊經(jīng)過,我們也未必知道那是電話,更別說會接聽了。
還有一種可怕的可能性,是技術代差大到人類連“螞蟻之于人類”都不夠。
螞蟻至少還能感受到我們的腳步,看到我們手機發(fā)光。
如果有文明可以在更高維度存在,甚至縮小到電子內(nèi)部,或者就是彌散在暗物質(zhì)和暗能量之中,那在人類當前的物理理解里,幾乎等于無形。
再加一條來自宇宙幾何結構的精神攻擊——
觀測顯示,宇宙大尺度曲率極接近于 0,意味著要么是真正無限,要么是在可觀測的 930 億光年范圍內(nèi)大到近似平坦。
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如果宇宙真的無限大,從概率意義上講,不僅外星文明幾乎肯定大量存在,甚至“和地球一模一樣的星球”“和你一模一樣的人”也會在無窮多角落重復出現(xiàn)。
在這種尺度下,“只有地球有人”的設想反而成了極其怪異的小概率事件。
所以,NASA 局長那句“找到我們并不孤獨的證據(jù),概率相當高”,是這些天文觀測、行星統(tǒng)計和生命韌性研究綜合之后,一個相當克制的說法。
那月球南極基地的望遠鏡,能不能幫我們直接逮到外星人?
月球南極有幾個天然優(yōu)勢。
這里有長期處在陰影里的永久暗區(qū),幾乎沒有大氣、沒有天氣,光學干擾極小,非常適合做高精度深空觀測。
在這里部署大口徑望遠鏡,可以比地面和近地軌道看得更遠、更清晰。
更重要的是,月球可以長期連續(xù)觀測,不像地球望遠鏡那樣被白天黑夜、天氣和空氣擾動嚴重限制。
這些優(yōu)勢,讓月球望遠鏡非常適合干對找外星人至關重要的事:
第一,搜更多更遠的類地行星。
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通過凌日法、視向速度法等手段,配合高靈敏度光譜觀測,可以在數(shù)量級上把潛在宜居星球的名單迅速擴展。
第二,看大氣線索。
如果望遠鏡能測出系外行星的大氣成分,比如是否同時存在大量氧氣、甲烷、二氧化碳等長期難以在無生命環(huán)境中穩(wěn)定共存的氣體組合,就能推斷那里極可能有強活躍的生物圈。
這些都不等于直接發(fā)現(xiàn)了文明,但等于是第一次能在極遠距離上“聞到”生命的味道。
可以這么理解:地球上的射電望遠鏡在努力“聽”別的文明有沒有在講話;未來月球望遠鏡則更擅長“看”和“聞”,看這顆星有沒有海洋大陸,聞它大氣里有沒有大規(guī)模生命活動的痕跡。
兩者結合,人類才有機會鎖定幾個最值得重點長期盯梢的目標,未來再考慮是否派探測器、甚至星際飛行器去近距離確認。
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但是,指望月球南極的望遠鏡在短期內(nèi)直接給出“發(fā)現(xiàn)智慧外星文明”的大新聞,還是過于樂觀。
原因一是距離太遠。
就算鎖定了疑似宜居行星,它們大多也遠在幾十到幾百光年甚至更遠。
那種距離上,我們能做的主要就是被動觀測,幾乎不可能主動互動。
二是物理極限。
無論電磁波還是引力波,目前理論上都不允許信息超光速傳播。
你發(fā)過去一句“在嗎”,對方哪怕秒回“在”,中間也得來回跑一趟幾十光年,上百年起步。
三是文明窗口期太窄。
一個文明從不會發(fā)射無線電,到開始用更高級、更隱形的通訊方式,中間這一小段電磁吵鬧期可能只有幾百年。
要在 138 億年的宇宙時間軸上,讓兩個文明的吵鬧期剛好重疊上,還要剛好在可互通的距離內(nèi),本身就是極小概率事件。
所以,從務實角度看,月球南極望遠鏡更像是幫我們回答“宇宙里有多少生命樣本”的工具,而不是馬上幫我們和別人打視頻電話的神器。
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它會讓外星生命幾乎肯定存在這件事,第一次從理論推斷走向一批批具體星球清單。
但要真正跨越文明之間的鴻溝,可能還要等人類在推進器、材料、信息物理等一整棵科技樹上,再往上爬很多級。
站在今天回頭看,這反而是件值得樂觀的事。
因為就算我們一輩子都看不到外星人走下飛船,那些為此建造的望遠鏡、月球基地、探測器,都會在順帶中把我們對宇宙的認知推到一個新高度。
它們會告訴我們:星系宇宙,不再是純粹的夜景背景,而是一個個可能孕育生命的真實世界。
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