银河系中也许充满了外星人发明的微型机器

摘要:

北京时间10月21日消息,据国外媒体报道,天体生物学领域一直有一条心照不宣的原则:既然无法证实外星技术的存在,那就必须想象出一些来。这种做法绝不是没事找事。相反,这是为了解决与人类相关的最令人迷惑的问题之一而做的努力,这些问题可以统称为“费米悖论”。

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图为艺术家绘制的戴森球概念图

1950年,著名核物理学家恩里克·费米提出了一个有趣的观点:考虑到银河系的大小和年龄,任何比人类先进的外星文明都应当有充分的时间探索和殖民银河系。那么,为何我们至今仍未发现任何相关迹象呢?

截至目前为止,在宇宙中搜索地外射电信号的努力(长期开展的“搜寻地外智慧生命计划”项目即以此为基础)始终一无所获。其它研究则主要关注对技术迹象的搜索。其中的逻辑是这样的:假如真有外星人,TA们一定已经设法到达了其星球之外的某个地点,并且在那里生存繁衍。而要实现这一点,就必定涉及到某种神奇的外星机器。因此我们必须设法探测到这种技术。而这一点绝非易事,因为我们完全不清楚搜索的目标为何物。

在这种思路的启发下,人们提出了一些并不完全算异想天开的假想。飞碟就是早期想象出的产物之一。尽管有人曾试图在地球上打造飞碟,但其设计本身存在的技术挑战似乎杜绝了这种可能性。

相比于飞碟,戴森球一直是一名竞争力较强的“候选者”。这一概念由英国数学家与物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)于1960年提出,指包围整颗恒星、能够吸收能量的巨型装置。按照该理论设想,每个戴森球都可以从恒星中吸收、转换并传输巨额能量,为整个星系帝国供能。近几年来,有越来越多的人猜测,科学家可能已经确定了一个戴森球的位置。

科学家之前发现了一颗名叫KIC 8462852的恒星(又名“塔比星”),它总是忽明忽暗,并且亮度变化毫无规律。天文学家曾在2015年提出,戴森球或许可以解释这一奇特现象。但遗憾的是,近期研究显示,KIC 8462852的亮度变化可能仅由一颗离群的系外卫星遮挡所致。

尽管如此,该发现还是点燃了人们搜索外星技术的希望。另一个备受推崇的假说名叫“冯·诺依曼探测器”,以提出该设想的知名数学家约翰·冯·诺依曼命名。如果借助冯·诺依曼探测器,外星人便可“足不出户”地开展远距离探索。冯·诺依曼探测器可以在宇宙中快速飞行,还能进行自我复制,使数量和范围实现指数级增长。

但从费米的观点来看,冯·诺依曼探测器并不能真正地解决问题。该设想或许能解释人类为何从未见过外星人,但无法解释我们为何从未见过外星机器。

该理论的反对者们提出了如下几点原因。首先,打造这些机器需要大量材料,而太空中的小行星或岩质行星并非俯拾皆是。其次,有人从进化论的角度提出反对,认为探测器在自我复制的过程中迟早会出错,有些探测器会因此变成“掠食者”、追逐并摧毁其它探测器;或者随着错误不断积累,到了某个特定的时间点,大多数探测器都会出现异常、无法正常运作。

不过,天体物理学家扎扎·奥斯马诺夫(Zaza Osmanov)在最近发表的一篇论文中提出,上述理论学家完全理解错了冯·诺依曼探测器的规模。奥斯马诺夫经过仔细计算,提出当这些探测器为微观尺寸时(长度约1纳米),该设想能够实现最佳效果。若将探测器做成这般大小,就无需耗费大量岩质行星资源,而是可以靠星际尘埃中的氢原子提供动力。他的计算结果显示,这种做法的效率更高,且扩张速度快得多,仅仅几年就能完成一次复制。而如果做成宏观机器,则需要花费更长时间。

此外,纳米级的冯诺依曼探测器数量可以迅速增长。据奥斯马诺夫估算,若开始时只有100枚探测器,等它们飞行了1秒差距(约等于4光年)之后,其数量将达到惊人的1×1033。

奥斯马诺夫提出,若探测器达到如此庞大的规模,只要观测方向正确,就有可能观察到它们的存在。这些纳米级机器在撞击和收集质子时,会释放出光线。尽管每台机器释放的光线微乎其微,但正所谓“众人拾柴火焰高”。假如它们采用水平列队形式、且最前沿呈波状,整体质量便可与一颗长度几公里的彗星相当,也就有可能被我们观测到了。根据奥斯马诺夫的计算,它们至少将在红外波段内可见,因此值得我们放手一试。

奥斯马诺夫最后总结道:“前文所述的所有结果均说明,若有人探测到了一个光度增量极高的奇特物体,该物体便很可能是一个系外冯·诺依曼探测器。”(叶子)

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