几十年来,为何人类一直找不到外星人?
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不是他们不存在,是我们真的看不见。就算他们把飞船停在冥王星轨道上,我们也大概率以为那是颗新发现的小行星。
你肯定会翻白眼:又在扯。人类现在都能看到130亿光年外的星系了,连家门口的外星人都看不见?
别急,听我给你掰扯掰扯。
这个问题其实就是大名鼎鼎的"费米悖论"。
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当年诺奖得主费米跟同事吃饭聊天,随口冒了一句:"他们都在哪儿呢?"
就这么一句大白话,折腾了物理学界快七十年。
银河系多大?直径十万光年,里面有多少颗恒星?大概两千亿到四千亿颗。
这里面哪怕只有万分之一的恒星有行星,哪怕只有千分之一的行星上诞生了生命,哪怕只有百分之一的生命演化出了智慧文明。
你自己拿计算器按按,银河系里应该有多少个文明?
保守估计,几十万个。
几十万个文明啊兄弟们。银河系的年龄是136亿年,人类文明满打满算也就一万年。如果有一个文明比我们早发展了十亿年,那他们的科技水平会是什么样?
我们根本想象不出来。
就像蚂蚁想象不出手机是啥。
但问题来了:这么多比我们先进得多的文明,他们在哪儿呢?我们怎么连个无线电信号都没收到?怎么连个探测器都没撞见?
怎么解释?
最简单的答案就是:我们瞎。
真的,我们的观测能力,说句不好听的,跟瞎了差不太多。
你以为天文望远镜很厉害?那是你没见过它拍出来的照片有多"可爱"。
就说太阳系里的东西。
2018年,天文学家发现了一颗叫2018 VG18的天体,在海王星外面溜达。
这玩意儿多大?直径500到600公里。
什么概念?你住的那个城市,从东到西开车可能都要一个多小时。这颗星球,比你整个城市加起来还要大好几圈。
那它在望远镜里长啥样?
我告诉你,就一个小亮点。
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显微镜下的细菌放大了都比它清楚。
你没听错。一个直径五百公里的大石头,在我们最牛逼的望远镜里,就是一个像素点那么大的光斑。你根本看不出来它是圆的还是方的,上面有没有山有没有海,更别说有没有外星人基地了。
还有亡神星,直径950公里,到太阳平均距离59亿公里。
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哈勃望远镜拍出来的照片,你自己搜搜看,就一个模糊的小圆点,跟你用手机拍晚上的月亮差不多糊。
创神星更夸张,直径一千多公里,到太阳65亿公里。
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哈勃拍出来的?还是一个光点。
这可是我们自己家的太阳系啊兄弟们。离我们最近的恒星比邻星,4.2光年。你想想,连家门口五百公里直径的石头都只能看到一个光点,那四光年外的行星上有没有城市,我们能看见才怪。
有人可能会说:那无线电信号呢?他们总该发无线电吧?
这就是费米那个年代的思路了。
当时大家讨论的都是"无线电广播文明",觉得外星人肯定跟二十世纪的人类一样,没事就往太空发广播。
后来有人算了一笔账,算完之后整个科学界都沉默了。
人类日常的无线电信号,比如电视塔、手机基站、雷达这些,飞到四光年外的比邻星b,需要用一个直径几万公里的巨型天线才能勉强接收到。
几万公里什么概念?比地球直径还大。
也就是说,我们现在往太空撒的那些无线电信号,出了太阳系就跟没有一样。就算比邻星上有跟我们水平差不多的文明,他们也根本收不到我们的信号。
反过来也一样。
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我们现在用射电望远镜瞎捞,捞到的也都是宇宙背景噪声。人家文明要是真比我们先进,人家还用得着无线电?就像你现在回村还会用烽火台吗?
太阳系外的观测更离谱。
就说系外行星。我们现在发现了多少颗系外行星?五千多颗了吧。听起来挺多的对吧?
但你看看它们的照片。
2M1207 b,估计有三到十倍木星质量,这么大一个行星,拍出来就是左下角一个红红的模糊光斑,跟你相机没对上焦拍出来的一样。
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北落师门 b更搞笑。
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哈勃望远镜拍的,当年大家兴奋得不行,说这是第一张系外行星直接成像。结果后来新研究出来了,说那可能根本不是行星,就是一团星际尘埃。
你没看错。我们的观测力,连目标是不是石头都确认不了。
PDS 70 b,欧洲南方天文台的超大望远镜拍的。
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听起来很厉害对吧?超大望远镜。拍出来的也就是一个小亮点,旁边加个十字线标注一下"行星在这"。
HIP 65426 b,一样的配方一样的味道,一个模糊的小光斑。
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HR8799系统,四颗行星,拍出来就是四个小点点。
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你要是不知道它是行星,你以为那是什么?
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就是四个恒星背景里的杂光嘛。
就这种"萌萌哒"的观测水平,你指望我们发现外星文明?
人家就算在行星上盖了个戴森球,把整个恒星都包起来了,我们能看到啥?
最多就是发现"哎,这颗恒星好像有点奇怪,红外辐射比别的恒星强一点"。
然后呢?然后就没有然后了。
我们根本没法确认那是戴森球,还是就是这颗恒星本身有点特殊。
说到戴森球,还真有人找过。
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卡尔达肖夫指数知道吧?I型文明能用整个行星的能量,II型能用整个恒星的,III型能用整个星系的。
III型文明是什么概念?人家能把整个星系当橡皮泥捏着玩。
那我们找到了吗?
还真发现过一些奇怪的东西。
M33星系里,有一个天体,近红外和可见光波段都暗得很,但到了中红外波段,整个M33里它第二亮,恒星级别的天体里它第一亮。
怪不怪?
科学家也不知道那是啥。可能是某种特殊的恒星形成区,也可能是……你懂的。
还有更离谱的。
MWC 922,距离我们5000光年,这东西里面有锐利的直角结构,大家都叫它"方形星云"。
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你觉得这形状自然吗?
我反正觉得不太自然。星云不都是螺旋的、圆盘的、乱七八糟的吗?怎么会有直角?
但你也不能说它就是外星人搞的啊。说不定就是气体刚好那么吹出来的呢?
还有红色螺旋星系。
正常的螺旋星系不都是蓝色的吗?因为里面有很多年轻的高温恒星,发蓝光。椭圆星系才是红黄色的,因为恒星都老了。
结果我们发现了至少8个几乎不发射紫外线的红色螺旋星系,其中5个中红外发射特别强。
这就很反常了。你一个螺旋星系,怎么一点年轻恒星都没有?反而红外辐射这么强?
有人说这可能是星系相撞的产物。也有人说,这搞不好就是III型文明干的,他们把整个星系里的蓝色大恒星都拆了,拆成红矮星用,所以整个星系就变红了。
类似的还有Messier 105,一个椭圆星系,里面居然有新生恒星。正常椭圆星系早就停止恒星形成了啊。
PGC 54559,6亿光年外,形态特别奇怪,直径十万到十二万光年。
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这种特别奇怪的星系,在我们观测到的河外星系里占比不到千分之一。
千分之一什么概念?就像你在操场上随机找一千个人,里面有一个长得特别奇怪,但你也不知道他是天生的,还是化妆化的,还是就是外星人变的。
你没法区分。
因为在宇宙这个尺度上,我们连自然现象和文明活动都分不清。
那要怎么才能确定是文明的产物呢?
难不成人家专门给我们捏一个完美的等边三角形出来?
嘿,你别说,还真有。
宇宙微波背景辐射里,有人发现了巨大的同心等边三角形结构。到现在也没人知道那是啥。排除了宇宙多次炸开又坍缩的痕迹之后,就更没人知道了。
你说这巧不巧?
好了,就算我们观测能力差,就算超级工程我们也认不出来。那换个问题:就算他们真的想来找我们,为什么到现在都没来?
这里面也有好几个层面的解释,一个比一个扎心。
第一个,人择原理。
什么意思呢?
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就是说,如果真的有外星文明跑到地球上来跟我们接触,那人类大概率那时候就灭亡了。
你别觉得我危言耸听。
人家文明比我们早十亿年,就像我们跟蚂蚁的差距一样。他们踩我们一脚,是故意的吗?不是,人家可能就是走路没注意。
就像你走路的时候会特意踩死一队蚂蚁吗?不会。但你脚落下去的时候,那队蚂蚁确实没了。
还有更可怕的。
你知道曲速飞行吧?就是那种超光速的飞船。
理论上,曲速飞行是压倒性的毁灭力量。它可以轻易摧毁路径上的一切常规物质,其原理跟第一类永动机也就半步之遥。
对拥有这种力量的存在来说,靠近任何普通天体都是毫无必要的,除非是为了摧毁它。
你想想,一个曲速飞行器要是飞进太阳系,会发生什么?
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它周围扭曲的时空会直接把内太阳系的行星轨道搅得一团糟。
地球气候会剧变,地球相似度直接下降到零。
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我们现在还好好的,说明什么?说明至少到现在为止,没有这种东西路过过。
你能活到现在,正是因为你没遇到。
这就是人择原理,不是我们运气好遇到了外星人,是我们运气好没遇到。遇到了我们就不在了。
第二个,哥白尼原则。
说白了就是:地球没什么特别的。
宇宙里有那么多行星,地球真的太平庸了。就像太平洋里的一个小破岛。
掌握先进技术的外星力量,凭什么非得跑来看你?你地球上有石油?有黄金?人家都能跨星系旅行了,还缺你这点资源?
就像你现在放着好好的家不回,非要跑去南太平洋一个无人小岛上看蚂蚁搬家吗?
你不会去的。
第三个,概率论。
这个最狠。
人类文明史才多长?一万年。有无线电的历史才一百年。有航天的历史才几十年。
就算有过接近太阳系的外星力量,他们为什么非得在这一百年里来?
时间对不上啊兄弟们。
就像你在上海的街头等公交车,等了十分钟没来,你就说"这个城市根本没有公交车"?
不是没有,是你等的时间太短了。
银河系多大?3000亿颗恒星。可能有数以亿计的宜居行星。但就像太平洋上的岛屿一样,每个文明都是孤立的、彼此隔绝的。
哥伦比亚大学有个天体生物学中心主任叫Caleb Scharf,他举了个特别好的例子。
南太平洋上有个皮特凯恩群岛。
1790年,英国皇家海军Bounty号的9个叛逃者,带着18个塔希提人和一个小男孩,跑到了这个岛上。
他们以为自己是最早的居民。结果一上岛才发现,波利尼西亚人早在十五世纪就来过了,只不过后来不知道为啥没人住了。
南太平洋上这样的岛多了去了。每个岛都是潜在的定居点,激励着航海家们去找。但问题是,岛太多了,洋太大了。
银河系也是一样的。3000亿颗恒星,就像3000亿个岛。文明在宇宙中的扩散可能是一波一波的,地球很可能恰好就处在两波之间的孤立期,在等待下一波造访。
而且就像皮特凯恩群岛曾经的定居者那样,没有任何事情保证,当外星生物到来的时候,地球文明还存在。
他还做过一个计算机模拟。
什么条件呢?一个边长464光年的立方体,里面有10000个可居住的恒星系,还有22万个不可居住的。每个恒星以每秒30公里的速度像盒子里的气体一样随机运动。文明发射的探测器以每秒3000公里的速度跑。文明可以向距离10光年内的宜居恒星系移民。
跑了1000万年之后,结果是这样的:
6948个宜居恒星系被探测过
但只有403个被殖民了
出现了11个至少横跨10个恒星系的星际文明
还有很多宜居恒星系,从来没被探测过,哪怕它夹在两个星际文明中间
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看到没有?
就算银河系里有一堆星际文明在活动,地球没被访问过,也是完全正常的。
概率就是这么低。
就像你在一个超级大的商场里逛街,几十万人在里面。你能不能偶遇你大学同学?大概率不能。不是你大学同学不存在,是人太多了,地方太大了。
第四个解释,就有点玄了。
模拟宇宙论。
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什么意思呢?就是说我们可能都是活在一个超级计算机里的。
这个观点的逻辑是这样的:
如果先进文明对"自己的过去"或者"落后文明是怎么发展的"感兴趣,而且有能力建立模拟世界,那他们就很可能建。而且这个步骤可以反复进行,一个先进文明可以模拟许多个落后文明。模拟出来的文明发展到一定阶段,也可以建自己的模拟。
于是多重宇宙里,虚拟文明的数量远远超过实体文明。那我们是虚拟文明的概率就非常高。
2001年到2003年,牛津大学的哲学教授博斯特罗姆提出了一个三难选择。
他说下面三个命题里,必有一个是真的:
- 文明发展到能运行高度真实模拟的几率趋近于0
- 先进文明有兴趣模拟进化史的几率趋近于0
- 我们是先进文明模拟出来的几率趋近于1
他觉得1和2都不太可能。那答案就只有3了。
当然这个说法很值得商榷。
马斯克也喜欢这个理论。
他说:"我们可能生活在模拟世界中的最可靠理由在于,40年前我们在计算机模拟现实世界方面可以说是一无所有,40年后的现在我们有了逼真的3D模拟,能够让数百万人同时在其中游戏,而且每年都在不断改善。如果这种提升速度持续下去,我们很快就无法将游戏与现实区分开。"
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他总结说,我们生活在真实世界的可能性仅有十亿分之一。
当然这个数字是他拍脑袋说的,当不得真。但思路是这么个思路。
反对的人也很多。有人说,这个宇宙的基本规则太复杂了,几个轻子之间的作用就需要压倒的计算力与存储空间,不适合我们知道的任何计算机架构。
但话说回来,如果宇宙真的是模拟的,那你看到的一切都是模拟者提供的。你觉得计算机应该是什么样的,那是你以为的。人家模拟者的计算机,为什么要按照你理解的方式来?
就像你玩的游戏里的NPC,他能理解你家的CPU是怎么工作的吗?不能。他连"CPU"这个概念都理解不了。
而且其实不用太复杂。
康威生命游戏知道吧?
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就几条特别简单的规则,大尺度上就能制造出巨大的混乱和有序性。
所以说,我们这个宇宙看起来这么复杂,底层规则说不定简单得很。
那怎么证明我们是模拟的呢?
很简单,找到这个系统的严重bug就行了。
就像你玩游戏玩到一半突然卡墙里了,你就知道这是游戏了。
问题是,我们能不能找到这个bug?
可能找不到。也可能bug就摆在我们眼前,我们以为那就是自然规律。
就像游戏里的NPC看到加载画面卡顿,他会觉得"哦,这就是我们世界的物理规则嘛"。
谁知道呢。
总结一下。
为什么银河系里可能有那么多文明,但我们一个都没见过?
原因很简单:我们太瞎了,地方太大了,时间太巧了,甚至我们可能根本就不是真实的。
但这是坏消息吗?
我觉得也不是。
至少我们现在知道了,没见到外星人,不是因为我们孤独。更可能是因为我们还太年轻,太渺小,观测能力太烂。
就像你在一个巨大的图书馆里找书。你刚进门,还在门口转了两圈,你就说"这图书馆里一本书都没有"?
不可能的。
只是你还没走到书架跟前而已。
说不定再过个几百年,等我们的望远镜再厉害一点,等我们能直接分析系外行星的大气成分了。
詹姆斯·韦伯现在已经在干这个了。
说不定哪天,我们就真的收到一个信号。
那时候你再回头看今天这篇文章,可能会说:"哦,原来当时我们还在瞎猜呢。"
不过也有可能,那个信号到来的那一天,就是人类文明的终点。
毕竟,你永远不知道敲你门的,是快递员,还是强盗。
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