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寻找遥远星系文明遗迹 因为外星人可能都已经毁灭了

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发表于 2016-1-1 01:46:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
过去,科学家通过扫描天空来搜索外星文明;现在,他们转而寻找遗迹。因为有可能外星文明都已经毁灭了。
“(瞧我)功业盖物,强者折服!”在雪莱想象的沙漠中,奥兹曼迪亚斯倾颓的雕像是这么说的。雪莱的这篇十四行诗常被人阐释为一种冷静的警示,告诫人类的功业稍纵即逝,但当少时的我读到这首诗的时候,它让我激起一种冒险的感觉;它暗示我在周围那熟悉的郊区之下,掩藏着一段奇妙而神秘的过往。儿时的我对考古着迷,想通过那些谜一样的遗迹了解过去。我花了许多个下午挖开中西部一片片黑色的土壤,在茂密的森林中搜索密西西比印第安文化的遗物。我从未发现过遗失的城市,但偶尔会翻出一只箭头,这会让我去猜想它主人的事情,猜想它是怎么遗失在这儿的。通过考古我开始认识到,风景是掩藏厚重历史的临时伪装。世界因为有了隐藏的内容而变得丰富。

Keck-telescopes.jpg
凯克天文台
“当星际考古学家将他们的望远镜指向天空的时候,他们是在凝视宇宙的深厚历史,但是,要想找到一个比我们更先进的文明,他们得把自己的想象力指向未来。” (照片由夏威夷W·M·凯克天文台(W. M. Keck Observatory)提供)


尽管不会马上被看出来,但少年时代的痴迷常常会一直持续到成年。这些天,我发现自己在仰望银河系那宏伟的线条时会好奇,银河系里的恒星会不会是某些阴魂不散的遗迹所在,会不会就像埃及帝王谷中发现的那些遗迹一样令人难忘。自然科学告诉我们,(宇宙的)时间是很深邃悠长的,外星文明可能远在地球形成之前就已经出现过了。今天,一小群星际考古学家正在寻找这些文明存在过的证据。他们被这样一种可能性所吸引:宇宙不仅是外星文明的发源地,也是他们的墓冢。

我们使用“考古学”这个词来形容这项工作,是因为仰望深空实际上是把我们带回久远的过去。打在我们望远镜传感器上的光子到达我们这里需要时间:在最近的行星系中,半人马座阿尔法星的光到达地球要4.3年。它以每秒30万公里的速度行进,但要穿越40万亿公里才能到达这里。当你一铲铲挖进土里的时候,你穿过的是由风雨洪水和建筑施工堆积起来的地层。当你深入太空,越过半人马座阿尔法星这样的邻近恒星时,你是在以同样的魄力倒转时光。天苑四是另一颗邻近的恒星,我们看到的是它10多年前的样子。迷人的格利泽667C是一颗红矮星,它的宜居带里有三颗行星。光从格利泽667C飞到地球需要22年。

从宇宙的角度看,这些距离都是微不足道的。我们这个蓝绿色世界所环绕的恒星距离银河系中心约有27000光年。我们(现在)所看到的银河中心的光早在史前猎人穿越欧洲冰盖追逐猛犸象时就已起程。银河系本身横跨十万光年,而与之最近的同类星系仙女座星系的巨大星系盘则远在250万光年之外。我们看到的仙女座星系是它在人类祖先走过非洲大草原时的样子。当星际考古学家将他们的望远镜指向天空的时候,他们是在凝视宇宙的深厚历史,但是,要想找到一个比我们更先进的文明,他们得把自己的想象力指向未来。他们必须先为人类构思出一个有模有样的命运,然后再去宇宙的过往历史中搜索这样的命运。

如果我们对于自己的过去都能如此轻易地错判,当我们面对来自真正外星文明的文物时,误读的可能性又有多少呢?


传统考古学已经向我们证明,猜测另一个时代的文明有多么困难。19世纪末,海因里希·谢里曼的工作让希沙利克的发掘慢慢走入了欧洲人的想象,现在认为,位于土耳其境内的这个地方就是古代特洛伊城的所在。据传说,这位富有的业余考古爱好者发了一封电报,贸然宣布:“我已经看到了阿伽门农的脸。”他是不是真的这么说尚未可知,不过我们确信谢里曼的工作成了欧洲众多沙龙热议的话题,整个欧洲大陆沉醉在这段极富传奇色彩的历史秘辛之中。

然而,谢里曼几乎算不上一位专业的科学家。他凭借着靛蓝生意、出口代理和商品投机发家,后来才变得越来越钟情于迈锡尼的一切。当谢里曼到达希沙利克的时候,虽然他和他的团队发现了300到500年前的饰物——就是他妻子(一位维多利亚风格的海伦)走在小镇上时所戴的那些饰品,但是他们却在挖掘过程中毫无知觉地径直穿过了现今认定的荷马史诗中那个特洛伊城所在的考古地层,对这一地层的后续研究也造成了许多破坏。

如果我们对于自己的过去都能如此轻易地错判,当我们面对来自真正外星文明的文物时,误读的可能性又有多少呢?你只能去猜想,或许一位配备了望远镜或射电抛物面天线、脑袋里装着各式各样假想的现代谢里曼不会错失一项同样神秘的星际发现吧。星际考古学家正在寻找证据,证明(宇宙中)有能在规模上令我们相形见绌的工程存在。他们认为文明最终会建造出能利用整个星球上能源的技术。他们依据的是苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫的早期工作。尼古拉·卡尔达肖夫在1964提出对这些未来文明进行分类。他的分类体系被称为卡尔达肖夫指数,包括三种类型。到目前为止,人类文明甚至还算不上I型文明——一个能够掌控自身所在行星所有能源的文明。II型文化可以开发本星系里恒星的所有能源,III型文明则可以驾驭一个星系里的所有能量。当然,我们不知道有没有除我们以外的文明存在,但是卡尔达肖夫指数给我们提供了一种解决探测问题的方法:它让我们开始思索这些高级文明可能会留下些什么样的遗迹。

想象古代外星人建造的工程是很困难的,甚至可以说是不走大脑的蛮干。最早的尝试往往集中在人们能想象出来的最大结构上。曾在费米实验室工作过的科学家理查德·卡利根是星际考古的先驱之一,他长期以来一直声言支持对于戴森球的搜索。戴森球是弗里曼·戴森在1960年提出的一项技术,他预言,对能量有所需求的文明会把他们的母恒星包裹在一种技术性外壳或者一群航天器中。对于一个半径与地球轨道半径相等的球体,其内表面积是我们这个星球表面积的1亿倍。1966年,卡尔·萨根提出,这样的球体有可能可以被探测到,但是他也警告说这种球体很难与散发出类似红外信号的自然物体区分开。几十年后,卡利根告诉《新科学家》杂志,他无论如何都想试一试,他说他“想遵循大英博物馆的模式,主动去寻找文物”。

卡利根果然言出必行,继俄罗斯天文学家维亚切斯拉夫·伊万诺维奇·斯莱士和M·Y·吉莫弗耶夫的早期工作之后,他也对戴森球进行了一系列搜索。他筛查了20世纪80年代的红外巡天任务——红外线天文卫星计划(IRAS),寻找为这项纯理论技术计算出来的独特红外信号。最近,加州大学伯克利分校的著名地外行星猎手杰夫·马希尔开始研究银河系中的1000个恒星系统,目标是大型结构存在的证据。他在寻找的是高科技结构在外星文明所属星球与地球之间运动时,对其母恒星周边亮度造成的可见干扰。在宾夕法尼亚州立大学,贾森·赖特与他的同事马修·波维奇和斯泰纳·西古德松通过仔细分析广域红外巡天探测器(WISE)和斯必泽太空望远镜采集到的红外线数据,将对戴森球的搜索推向了银河系的更深处,甚至到达了银河系之外。赖特的研究小组同时也在寻找“费米气泡”,即指一个星系中红外辐射高于其他地方的区域。“费米气泡”可以作为一个文明在穿越星系过程中对一个星系逐步改造的标志。旋涡星系M51提供了一块可供研究的较好视野,因为它所处的角度正好可以让我们看到正面。

在大数据的时代,一个外星文明存在的证据可能已经藏在了我们的档案之中。


即便现行的星际考古活动搜索找到了一些值得注意的现象,确认这些搜索也绝非易事,因为对这些现象的正常解释比比皆是。比如,旋涡星系本身就已经有一些空隙,这些空隙看上去与一个文明在传播过程中引起的现象相似。VIRGOHI21星系就是一个很好的例子。在可见光波段,这个星系的亮度暗到了足以使它成为一个可能拥有戴森类工程的候选星系。但是,这个星系的氢线21厘米辐射还可以用所谓的“潮汐撕碎”效应来解释,这种自然过程有可能产生出相同的频谱特征。戴森球的特征还要更微妙一些:它们可能只是恒星掩藏在星体尘云之中。因此,星际考古学家得出的正面结果需要经过大量的推敲。


这个领域中一些智虑深远的思想家正在开始思考是否有可能用其他方法来进行搜索。贝尔格莱德天文台的米兰·西尔科维奇建议我们去追寻过渡轨道上的大型人造物体。他说,我们应该去寻找像杰拉德·欧尼尔曾经倡导过的巨型太空殖民地那样的东西,这类结构中有可能会有大型工业活动存在,比如反物质熔炉。如果确有大型工业活动,那么这类结构的存在可以通过探测异常的特征伽玛射线来确认。外星工程师甚至有可能去控制他们自己的中央恒星。1957年,弗里茨·兹维基提出,文明社会可以把燃料芯块发射到自己的恒星中,从而将他们的恒星系统移动到新的位置,这种做法在星际危险迫在眉睫的时候尤为重要。四十年后,物理学家列昂尼德·什卡多夫提出,建造巨型球面镜可以做到同样的事情。球面镜可以从恒星辐射中生成一种反馈作用,这种反馈效应让建造球镜的人可以控制恒星在星系中的运动轨迹。

星际考古学家必须去考虑诸如上述这些结构从几千或者几万光年以外看可能会是什么样子。幸运的是,他们可以随意摆弄不同的特征频谱,因为我们已经有了一个巨大的星体数据宝库供他们查阅。凭借着服务器上数十亿星体系统的详细信息,以及始终在飞速增长的信息处理能力,我们可以调整自己的算法,去搜索能够标记超大规模工程项目的凌越信号。在大数据的时代,一个外星文明存在的证据可能已经藏在了我们的档案之中。

我们的搜索甚至有可能翻开一个星系的墓碑,这块纪念碑为后人记录下了一个垂死文明的奇迹。艾克斯-马赛大学的吕克·阿诺德提出,遥远的文明可能会故意用行星大小的物体作天体信号,他们知道自己的标记可以被外星天文学家轻易地探测到。这种物体可能是一个文明在垂死挣扎之时的最后一幕,作为给依然健在的文化留下的一项遗赠。天文学家查尔斯·莱恩威弗曾指出,我们星系中大部分陆生世界的出现都要比地球早20亿年。在此期间又曾有过多少文明的兴衰?

当然,搜索这些文明的残片不必止步于异常的光信号。除了能源以外,一个可以进行太空旅行的古老文化需要大量的原材料来修造它的建筑。围绕着其他恒星的碎片盘可能会透露出大规模小行星采矿的迹象,天文学家邓肯·福根与哈佛大学史密森天体物理中心的马丁·埃尔维斯合作考察了这一可能性。在我们的太阳系中,岩石和冰块的碎片集中在距离太阳的不同地方,其中包括火星和木星之间的小行星主带、柯伊伯带和更遥远的奥尔特云。我们现在又有了明确的证据,证明在织女星、北落师门和绘架座β星等恒星周围也存在类似的碎片盘。

比奇认为,蓝离散星可能就是一个卡尔达肖夫II型文化试图保护自身栖息地的标志。


小行星采矿在我们的望远镜中可能表现为碎片盘里化学物质的失衡。如果我们观察到铁、镍等元素或者铂、钯等稀有元素明显减少,这可能就标志着有外星采矿作业存在。当大个物体被打碎用到工业上时,碎片盘本身的动态也同样会受到影响。采矿过程中产生的尘埃也可能会引起异常的温度梯度。我们目前并没有仪器可以测量这些指标,但是未来坐落在太空的观测站有可能能够进行这些测量。

宇宙中还有一些异常恒星,比如“蓝离散”星,它们貌似比周围的恒星要年轻得多。这些异常恒星又是怎么回事?天文学家对它们感到困惑是因为蓝离散星最初是在球状星团——银河系周边恒星的古老聚居地、由恒星排列而成的球状光晕——中发现的,而人们认为球状星团中的恒星是同时形成的。现在,我们在银河系本身的银心里也发现了蓝离散星,这又是另一个年轻恒星的异常所在,因为银心中大多数恒星的形成都已经停止。我们看到的在那里闪耀的巨大蓝色恒星早该在数十亿年前就爆发成超新星了。

有很多理论都在试图解释蓝离散星现象,但其中只有一种与星际考古学有关。萨斯喀彻温省里贾纳大学的天文学家马丁·比奇建议我们把蓝离散星当作外星智慧搜寻计划(SETI)中后续搜索的备选恒星。在某些情况下,你可以想象得出一个足够先进的文明决定调整一下自己星系中恒星的老化过程。你如果能把足够量的表层氢泵回到一颗恒星的内部核心,应该就能延长它的寿命,从而让住在附近的任何文化都能维持原状。比奇认为,蓝离散星可能就是一个卡尔达肖夫II型文化试图保护自身栖息地的标志。

所有这些搜索都要求我们把自己当作那些我们一无所知的生物,按照他们的思路进行思考。物理学家大卫·多伊奇认为这是各种预测都会遇到的问题。在多伊奇看来,我们能够区分“预言”和“预测”:预言是谈论不可知的事情,而预测得出的结论则是基于对宇宙的合理解释。从托马斯·马尔萨斯到罗马俱乐部,这些预言家们已经证明,我们或许能够找出目前发展趋势中有可能延伸到未来的问题所在,但是我们不可能知道未来我们会获得什么知识来处理那些问题。这就是为什么没有一个科学时代曾经成功地想象出下一个时代是什么样子。19世纪末的科学家们对此有着切身体会,他们早在20世纪初就遇到了量子论和相对论的出现。这两种理论提出的问题甚至是以前的理论学家根本未曾想到过的。

这个问题在星际考古学的背景下就是,在我们的经验中,对于高等文化会创造出什么,我们没有任何可以类比的东西。在不断的努力过程中,耐心成了一句口头禅。海因里希·谢里曼的后继者们就是依靠这样一份耐心掌握了筛选瓦砾的艺术,他们认真地挖掘,熟练地用毛刷扫去泥土,露出一块人工制品残片的形状。星际考古学家的任务则是筛选数十亿字节的数据,不是泥土层,但其中的原理是一样的。最近,米兰·西尔科维奇在与罗伯特·布拉德伯里和乔治·德沃尔斯基合作的一篇文章中为新一轮外星智慧搜索提供了一个框架,这一框架中不仅包括上述这些搜索,还会把各种各样的“未来研究”纳入其中,其中将包括“后生物智慧(post-biological intelligence)”会怎样出现,又会怎样——有意或者无意地——让外界认识他们。


这种搜索方法要求星际考古学家扩展自己的领域,将计算机科学、人工生命、进化生物学、心智哲学和不断发展中的天体生物学研究纳入其中。对大规模工程的一次成功搜索将对我们提出挑战,让我们重新推测自己在宇宙中的位置;而搜索出来的构造可能会指向一个仍然活跃的文化,或者一个早已逝去的文明。从这点上说,星际考古学家就好比罗马统治结束后居住在不列颠的盎格鲁撒克逊人和凯尔特人。他们发现在自己生活的地方,周围的工程超出了自己能力所及,这种令人不安的体验融入了盎格鲁撒克逊的诗歌中,比如这首“废墟”:

城市的建筑崩颓,伟人的工程瓦解,
倒下了一座座塔楼。
毁弃的屋顶,破掉的城门,
灰泥墙上结起了霜,天花板全豁开了口,
被岁月撕裂,被岁月拖垮,被岁月吞噬。
砂砾紧拥在大地坚实的怀抱中,
那是溘然离世的伟大建筑师,
时至今日,一百代人已经逝去过。
坚守下来的往往是这红漆墙和灰地衣,
王国虽有兴有衰,它们却在暴风雨中幸存。
而如今,这高耸的曲墙也已倒下。


这样的诗句既歌颂了我们过去的伟业,又将人类共同体验的鲜艳光辉加诸到了我们过去的文物上。它成为了文化之间的纽带。但是,这样的集体历史并不能用来阐释我们星际考古学家的发现。找到比我们更先进的文明留下的遗迹将会是一项挑战,这样的发现让我们自己把自己放到了一个完全陌生的环境里,就好比一个宇宙中的新人突然可以期待长寿一样。如果我们在天空中发现了一个失落的城市,它可能会激发我们的想象。它可能会让我们有理由认为我们经受得住诸如核武器和生物恐怖主义的生存威胁。一座星际中的希沙利克会告诉我们,有一些文明确实在这些危险中存活了下来,并且学会利用巨大的能量发展壮大。看到他们的盖世功业,我们不会折服,我们可能会为了自己可能的成就而欣喜。

作者保罗·格里斯特是一位全职作家,写作主题涉及航空航天与科学技术。他的网站“半人马座的梦想”以时间为序,记载了人类一直以来对星际飞行的研究。

翻译:SCWalter
有部分改写

















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