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科學家認為,一些智慧文明將被困在他們自己的世界裏

2024-02-28科學

前進演化在地球上產生了各種各樣的生命形式。巧的是,會說話、拇指對生的靈長類動物上升到了頂端,正在建立一個太空文明。我們是陸地居民。但是,其他星球呢?如果海洋世界的優勢物種建立了某種技術文明,他們能夠逃離海洋家園並探索太空嗎?

【英國行星際學會雜誌】(Journal of the British Interplanetary Society)上的一篇新文章研究了其他星球上存在文明的想法,以及控制它們探索太陽系能力的因素。它的標題是「介紹系外行星逃逸因子和魚缸世界(尋找外星文明的兩個概念工具)」。唯一的作者是 埃利奧·奎羅加( Elio Quiroga),他是西班牙 大西洋歐洲大學 的教授。

我們沒有辦法知道其他地外智慧生物(ETI)是否存在。至少其他文明存在的可能性是存在的,我們當然不能肯定地說它們不存在。德雷克方程式是我們用來討論地外文明是否存在的工具之一。這是一種以方程式式形式進行的結構化思維實驗,它讓我們能夠估計其他活躍的、有交流能力的外星生物的存在。德雷克方程式(DE)中的一些變量是恒星形成速率,這些恒星周圍的行星數量,以及可能形成生命的行星比例,以及生命可能前進演化成外星智慧生物的行星比例。

埃利奧·奎羅加 的新研究文章中,他提出了兩個新概念:系外行星逃逸因子和魚缸世界。

不同品質的行星有不同的逃逸速度。地球的逃逸速度是11.2公裏/秒(千米/秒),也就是超過4萬公裏/小時。逃逸速度是針對沒有推進力的彈道物體的,所以我們的火箭實際上不會達到40000公裏/小時。 但是逃逸速度對於比較不同的行星很有用,因為它與所使用的飛行器和它的推進力無關。

「因此,情況可能是,由於物理上的不可能,這些行星上的智慧物種永遠無法進入太空。」

超級地球有更大的品質和更高的逃逸速度。雖然超級地球的品質沒有確切的定義,但許多來源使用10個地球品質的上限來定義它們。所以,當談到太空旅行時,超級地球上的外星智慧生物將面臨與我們在地球上不同的條件。

在這項工作中, 埃利奧·奎羅加 實作了系外行星逃逸因子(Fex)和系外行星逃逸速度(Vex)。透過對它們的研究,他得到了一些已知系外行星的逃逸速度樣本。請註意,行星的組成並不重要,重要的是它們的品質。

埃利奧·奎羅加 指出,一顆Fex值<0.4的行星無論如何都很難留住任何大氣層,這使得生命不太可能存在。相反,Fex值>2.2將使太空旅行變得不可能。Fex > 2.2的值將使外行星上的居民不太可能進行太空旅行:他們將無法使用任何可想象的燃料離開地球,也沒有可行的火箭結構承受這個過程中所涉及的壓力,至少用我們所知道的材料是這樣的(據我們所知,相同的元素周期表和它們的相同組合統治著整個宇宙)。

奎羅加寫道:「因此,這些行星上的智慧物種可能永遠無法進入太空,這完全是物理上的不可能。」事實上,他們可能從來沒有想過任何形式的太空旅行。誰知道呢?

當然,太空探索不是一條單行道。太空人必須從太空返回,而行星的品質也會影響這一點。在一個比地球大十倍的超級地球上,再入大氣層也有它自己的困難。大氣密度也起著一定的作用。航天器在重返大氣層時需要控制速度和摩擦加熱,這在品質更大的行星上更難做到,就像逃逸一樣。

奎羅加還談到了「魚缸世界」的想法。這些是Fex 2.2以上的行星,從物理上講是不可能逃離的。在魚缸世界裏,智慧物種的生活會是怎樣的呢?

在他的研究文章中,奎羅加邀請我們以科幻小說的方式進行推測。想象一個海洋世界,那裏住著一個智慧物種。 在流體的環境中,沒有輔助的通訊比在地球這樣的大氣層中傳播得更遠。沒有輔助的訊號可以傳播數百公裏。 在這樣的環境中,「……個人之間的交流是可行的,不需要通訊裝置,」奎羅加解釋說。 因此,發展通訊技術的動力可能並不存在。在這種情況下,技術可能還沒有發展,文明可能根本不被認為是「交流的」,這是定義ETI的關鍵之一。

「電信技術可能永遠不會出現在這樣一個世界上,即使它可能是一個完全發達的文明的家園,」奎羅加寫道。「這樣的文明不會‘交流’,也不會出現在德雷克方程式中。」

其他情況也可能會有效地將文明困在他們的母星上。在一個有連續的、不間斷的雲層覆蓋的星球上,星空是永遠看不見的。這對一個文明有什麽影響?如果你看不見星星,也不知道它們的存在,你會對星星感到好奇嗎?當然不會。在沒有夜間的雙星系統中也有類似的情況。星星永遠不會被看見,也永遠不會成為物體和奇跡的源泉。

海洋世界也呈現出類似的難題。在海洋世界或衛星上,有溫暖的海洋和幾公裏厚的冰凍冰層,任何居民對他們所居住的宇宙的視野都非常有限。很難想象一個科技文明產生於幾公裏厚冰層下的海洋。但我們無法判斷這是否可能。

奎羅加的系外行星逃逸因子(Fex)可以幫助我們想象什麽樣的世界可以容納外星生命。它可以幫助我們預測阻止或至少抑制太空旅行的因素,並使德雷克方程式變得更加復雜。這讓我們想到了「魚缸世界」,一個無法逃脫的星球,可以讓一個文明永遠束縛在這個星球上。

沒有能力逃離他們的星球,探索他們的太陽系,沒有能力與他們的世界以外的人交流,整個文明的興衰會不知道他們是宇宙的一部份嗎?它會不會就在我們眼皮底下發生,而我們卻永遠不知道?

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