为何宇宙138亿年却未发现外星文明?
从简单的角度来看,能够穿越虫洞拜访我们的外星文明,很可能从来就没有存在过。你或许会对此产生质疑:宇宙如此浩瀚,星球数量之多无法计数,光银河系就有数千亿颗恒星,难道就没有比人类先进一百万年的文明吗?那些文明的科技已经达到了巅峰,制造虫洞对他们来说理应轻而易举,跨越星系的旅行也该简单得多。在很多人的想象中,宇宙就像热闹的星际城市,各种文明的飞船往来穿梭,虫洞犹如城市间的高速公路,随便钻进一个瞬间就能跨越银河的距离。地球就像郊区的小院,只是暂时还未迎来“城里人”的拜访。
然而,如果我们深入理解宇宙的规模、生命起源的艰难程度以及物理法则设定的限制,就会发现“外星文明开虫洞找我们”这件事要比科幻电影描绘的困难得多。其实,从宇宙的诞生至今,这种情况可能从未发生过,未来也不一定会出现。换言之,我们未能收到外星文明的讯息,不是因为地球藏得好,或是外星文明故意忽视我们,而是因为这件事本身就受困于“生命从无到有”的概率鸿沟,以及物理规律的限制。
那么,为什么所有人都普遍认为“宇宙中应该存在外星生命”?原因很简单:宇宙的体量如此庞大,只要概率不是零,再微小的可能性加乘于这个基数,最终都会变成必然。我们先从最大尺度入手:人类目前能够观测到的宇宙直径大约是930亿光年,其内至少蕴藏着1000亿个星系,每个星系又拥有1000亿到10000亿颗恒星。这个数字有多令人震惊?可以说,地球上所有沙漠和海滩里的每一粒沙子,都能够与宇宙中的一万颗恒星对应。
当然,这么庞大的宇宙范围与我们其实相距甚远。宇宙正在迅速膨胀,位于我们本星系群外的星系正在以超过光速的速度远离我们。别说过去拜访,哪怕是我们造出光速飞船,也要花费几亿年才能抵达本星系群的边缘。因此,讨论外星文明时,我们把范围缩小到银河系就足够了。银河系的直径约为10万光年,内含四千亿颗恒星。四千亿意味着什么?如果你从出生开始每秒钟数一个数,到达100岁时也数不到1亿,更何况这个数字。
在如此多的恒星中,有多少像太阳一样稳定、适合生命诞生的呢?天文学家估算,银河系中大约有200亿颗类似太阳的恒星。其中约五分之一周围可能存在宜居带的类地行星,物理条件适合液态水存在。假设我们保守地估算,如果这些宜居行星中仅有千分之一能孕育生命,那么整个银河系中将有大约100万颗行星存在生命。这仅是保守估计,若条件稍微放宽,这个数字还可以翻倍。
此外,银河系已有130亿年的历史,最早的一批行星在银河系形成后10亿年就开始出现。而我们的地球经历了约45亿年,这意味着银河系早已为生命的诞生提供了约七八十亿年的时间。这七八十亿年是什么概念?人类从猿猴演化到现代,仅用了几百万年;从工业革命到现在也仅有300年。只要有文明比人类早出现1亿年,他们依照科技发展的进度,早该能够游遍整个银河系。
在20世纪60年代,天文学家卡尔达肖夫将文明分为三个等级,这个划分后来被称为卡尔达肖夫指数:I型文明:能够充分利用母星上的所有能源,自由地控制天气、地质和海洋;人类目前大约在0.73级,仍需要几百年才能触及I型的门槛。II型文明:能完全利用宿主恒星的能量,最典型的设想是戴森球,一个包裹恒星的结构,用以收集全部辐射能量;III型文明:能够掌控整个星系的能源,整个银河系都是他们的后花园,星际殖民变得稀松平常。
有人计算过,即便一个文明的飞船只能达到光速的0.1倍,逐步进行殖民,也只需要200万年。相较于银河系130亿年的历史,这200万年就如同一天中的一秒钟。按理说,只要有一个文明迈出了这一步,我们如今仰望星空时,必定会见到外星文明的飞船和建筑。
在1950年,物理学家费米在与同事吃午饭时,讨论到UFO和外星人的话题,他突然问道:“他们都在哪里?”这句提问引出了著名的费米悖论:宇宙的规模和年龄都在暗示高等外星文明应该普遍存在,但现实中我们却连一艘飞船、一个探测器,甚至一句明确的电磁信号都没有找到。这种理论与现实之间的鲜明对比形成了巨大矛盾。半个多世纪以来,许多天文学家和物理学家对这一悖论争论不休,提出了数百种解释,但至今没有一个能够被所有人接受。
在所有的解释中,“大过滤”理论最让人感到不安,也最具说服力。大过滤的意思是:生命从诞生到发展成星际文明的过程中,会遇到一道道几乎难以跨越的障碍,绝大多数生命都会在其中某一道障碍上止步,无法迈向下一阶段。这些障碍就是过滤器。目前人们尚不清楚这道过滤器究竟是什么,也不知道