@ 2015.08.14 , 16:00

外星人把自己玩灭了,地球人如何能知道?

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我们一般认为最终会在银河系找到生命迹象,但却很少考虑搜寻已经自我毁灭的高级文明。这里就是我们能怎么做——以及搜寻灭亡的外星人会就我们自己的未来告诉我们什么。

通常情况下天体生物学家和SETI爱好者们都在努力寻找活跃的地外文明的迹象。提议中通过地面天文仪器能够检测到的迹象包括无线电和光学信号,大规模工程物体(如戴森球)发出的远红外辐射,人工照明,以及暗示后工业时代文明的大气二氧化碳异常水平。

但康奈尔大学卡尔·萨根研究所科研团队的一份新研究显示,我们也应该寻找已经把自己毁灭的外星文明的迹象。这汇是个艰巨的任务,但检测灭绝文明的能力不但能揭示银河系智慧生命的前景,还同样可能预示我们自己的命运。

完善德雷克方程式

研究共同作者Jack O'Malley-James说:“某种方式上来说,我们发现的生命证据是死是活并不重要。发现已经毁灭自己的文明的证据仍会带给我们有其他生命在那里存在的证据。此外,寻找那种只能由智慧生命导致的毁灭□□件,也可以告诉我们外面有没有智慧生命。”

事实上,量化银河系中自毁性文明的能力,会对我们输入德雷克方程式的数字有显著影响——这是探寻在银河中存在多少能与之沟通的外星文明的著名方程式。德雷克方程式除了估算恒星和行星数量这些变量,它还要求我们量化有生命行星继续发展出智慧生命的几率,文明把自己的存在用可探测信号向太空发射的几率,以及这些文明持续释放信号的时间长度。

因此,了解文明出现和毁灭的频率对天体生物学家们来说是至关重要的。

O'Malley-James说:“这会给我们揭示文明的寿命周期,如果发现很多个自我毁灭的文明,那将暗示文明生命周期普遍较短。如果我们什么都没发现,那可能意味着文明都比较长寿,但也可能意味着智慧生命的出现很罕见,或者智慧生命都打开了黑暗森林模式。”

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死神迹象

以我们自己的行星和文明作为蓝图,O'Malley-James和同事Adam Stevens、Duncan Forgan考虑了几种人类可能自我毁灭的场景。考虑过的每个灾难性结局都会导致能被地球天文学家们探测到的信号。研究员们也考量了涉及的极端距离以及检测特定信号的有限时间。

虽然人类面临着很多存在性危机,研究者们把可选场景限制在那些被自己玩坏的、技术上可行、并导致文明彻底跪了的情况。团队想出了这样四种不同场景:

1. 完全的相互确保核摧毁

2. 设计用来杀死智人物种、所有动物、所有真核生物,或者所有生命的生物或化学制剂

3. 类似“灰潮”的技术灾难场景,或者

4. 对恒星、行星、或行星际环境的过度污染

让我们简单审视每一项:

相互确保摧毁

毫无疑义,在全球核战中相互毁灭的前景是非常真实的,外星文明也很可能会面临这一场景。

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(Credit: U.S. Army Photographic Signal Corps/public domain)

一但起爆,核弹产生短暂、强烈的伽玛射线辐射,能从远处使用检测伽玛射线暴的类似技术检测到。鉴于这些爆发持续极短,我们要非常幸运才能观察到这种事件。而且,总释放能量必须比核战争的预期模式大至少9个数量级,才能在恒星系外通过伽玛射线检测到。

更可行的是,天文学家们需要寻找指示辐射性微尘的光谱特征。它们不仅会维持更长的时间尺度,也会在系外行星的大气层中可见。例如,大量贝塔辐射材料会对大气化学有明显效果,产生特定的光谱特征。另外,爆炸会把数量巨大的尘土抛入大气层,产生的核冬天会显著增加大气浑浊度。

研究作者们写道:“因此全球性核战争可能提供可被观察到的几个光谱特征。这将需要在短时间内连续观察到数个独立的特征,以确认一个星球遭受了全球性核灾难。”

确实,正如O'Malley-James所说,我们永远无法100%确定看到的是一场核灾难。

他说:“一个突然变得灰扑扑的大气层同样可以是小行星撞击的结果,但如果我们有其它证据,比如像伽玛射线暴和臭氧层被电离辐射摧毁,那就能对人为毁灭而不是自然灾难提供证据。”

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生物和化学末日

一批专家很有理由地担忧我们最终会使用人造的生物或化学制剂自我了断。这可以涉及细菌、病毒,或其它故意造成大规模死亡的药剂,所以围绕着对天然发生病毒的基因解码和公开发表有这么多顾虑。

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(Credit: Stokkete/Shutterstock)

不过,我们能够穿过太空检测到这种事情吗?O'Malley-James和团队相信这可以有,不过取决于具体场景。例如,一种足够恶性和无差别性的生物制剂不但会毁灭人类,也会摧毁该行星的大部分生物圈,所导致的生物质腐败能通过光谱成像从地球检测到,例如,突然的大量甲烷释放(该星球在字面意义上嗝屁了)。

他说:“这种事情会是间接信号,能被检测到的是外星人和动物的大量死绝。如果这是在很短时期里突然发生的,就可以说,我们正在目睹某种先进生物战事,但我们永远无法完全确定。”

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扫描灰潮

类似地,纳米技术专家包括Eric DrexlerRobert Freitas对灰潮场景提出警告。在这个严峻场景里微观的、呈指数式自我复制的机器人在很短时期内消耗掉一个星球的大部分资源,把地球表面转化成毫无用处的一堆糨糊。

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(Credit: 《地球停转之日》(2008年烂片版))

但我们真能从地球上探测到它吗?有趣的是,这个场景和核冬天颇为相似。

研究作者们写道:“在灰潮的场景中,我们可能期望看到数量巨大的“尘土”,以及固定的颗粒大小。它们会沉积形成沙丘或者悬浮在大气层中,具有和核冬天相似的光谱特征。“

据O'Malley-James说,即使它们尺寸微观,但数量巨大,它们对一颗行星的积累效应很可能可以被检测到。

他说:“行星范围的改变,像是表面亮度随着陆地被“灰砂”覆盖而改变,会提供我们可以检测得到的那种证据。“

污染恒星或行星

论文中提议的更有趣的终局场景之一包括对宿主恒星或行星的污染。

例如,可以想象一个足够先进的文明会选择在其主恒星中处置有害废弃物。通过过度污染他们自己的太阳,一个文明有可能实际上改变恒星的能量输出,转移他们星系的宜居区边界,使他们自己的行星被冻结或者碳烤(气烤)。

O'Malley说:“对宿主行星大气层的污染是更容易想象的场景,并有可能被检测到,但是,以人类的继续存在为例,这不一定意味着一个文明已经把自己毁灭了。”

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(Credit: Gravity (2013))

另外,寻找死亡外星人的天文学家们可以寻找凯斯勒现象的残余。最近的电影《地心引力》中刻画了该场景,级联增长的碎片摧毁了低地球轨道上的卫星。一次凯斯勒事件实际上是很可行的,并且鉴于我们对卫星的依赖性,它代表着对于我们社会和科技继续发展的显著风险

O'Malley-James说:“如果一个文明非常依赖在轨卫星技术和/或有很大数量的物体在行星轨道上,那一次凯斯勒现象事件就会损害或者摧毁该文明。检测轨道上剩下的碎片环将是惊人的挑战,但通过掩星和高度灵敏的望远镜是有检测到它的潜在可能的。”

搜索死亡外星文明

这个话题非常抑郁,但O'Malley-James和同事们指出这一话题显然是正确之举。正如上所述,检测这些特征会是异常困难的,而且即使检测到它们,也很难证明观察到的是某种末日□□件。虽说如此,下一代天文望远镜包括詹姆斯·韦伯太空望远镜将允许我们更好地鉴定系外行星的大气特征。正如O'Malley-James所告诉我的,只要再过几十年,我们就能获得足够灵敏的仪器,足够给我们更清晰的结果。

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(Credit: Long Pham/Concept Ships)

展望SETI探索的那个时代,这种搜索将描绘出关于先进生命不是极端乐观就是极端悲观的愿景,作为后果,这也预示人类的未来。例如,这些特征可能很少或根本不会被检测到,那就是好消息。或者,这些特征会汗牛充栋,特别是如果它们和缺乏智慧生命存在的信号一同出现,就会异常令人震惊。杯具的是,这些搜索可能会最终证明大过滤器的存在,或者至少增强这种想法——这种任何技术文明都无法征服的存在性障碍。

# 在预印本上阅读研究全文:“自毁文明的观测特征” 或者在在CBS上观察氪星的(再一次)毁灭:
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本文译自 io9,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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