天文学家:有些文明注定要飞向太空,而有些文明永远也走不出摇篮

星空天文说 2024-02-29 18:41:40

它们从崛起到衰落,都可能对外部世界一无所知。

海洋行星想象图。这样的世界里如果有文明,它们可能会终身被困在“鱼缸”中。剑桥大学

我们无从得知地外智慧文明是否存在。但这种可能性无法忽略,我们至少无法断定它们不存在。

德拉克方程是我们探索外星文明的一种工具,是一种以方程的形式进行的思想实验。通过德拉克方程,我们可估算除了人类,宇宙中是否还存其他活跃的、有能力进行星际通信的文明。

德拉克方程包含了许多参数,比如恒星的形成速率,恒星周围的行星数量,能够孕育出生命的行星比例,以及生命演化成技术文明的概率等。

而在近日一篇发表在英国行星学会期刊上的文章中,科学家给这个方程加入了两个新的参数:离开行星的可能性和这个文明生活在“鱼缸”里的概率。

不同质量的行星拥有不同的逃逸速度。地球的逃逸速度是每秒11.2千米。虽然逃逸速度是针对无推进力的弹道物体的,火箭的实际飞行速度也不会恒定在这个速度上,但是针对不同行星的逃逸速度进行比较却是有意义的。

超级地球并没有严格的定义,但一般把质量相当于10个以上地球的岩质行星称为超级地球。它们的质量地球大得多,逃逸速度自然也更高。超级地球上的技术文明如果想要进入太空,遇到的障碍肯定会比我们多得多。因此物理学上的不可能,可能会让这些行星上的居民永远也无法进入太空,甚至永远也不会产生进入太空的念头。

在研究中,科学家还引入了行星逃逸因子和行星逃逸速度两个子参数。在这里,行星的构成并不重要,重要的是它们的质量。

研究人员指出,假如一个行星的逃逸因子小于0.4,那么它就难以维持大气,生命就不太可能出现;而假如逃逸因子大于2.2,那么生命进行太空旅行的可能性也会变小——因为生活这个行星上的居民会越来越难以利用可以承受的燃料量离开行星;同时它们也无法使用我们所知的材料,设计出切实可行的,能够承受住发射压力的飞行器结构。

进入太空是一个方面,如何返回又是另一个方面。在这里行星的质量又至关重要。在比地球重10倍以上的超级地球那里,再入大气层会变得极其困难。一般来说行星质量越大,大气密度也越高。飞行器在再入大气层时,如何控制速度以及与大气摩擦产生的热量会变得非常棘手。

那么假如行星的表面都被海洋全部覆盖又会怎样?研究人员认为,它会变成一个巨大的“鱼缸”。而这个“鱼缸”,可能会让诞生在这个海洋里的文明无法进入太空。

由于在流体环境里,即使不借助工具,信息也能传播数百千米,个体之间的长距离通信是天然可行的,因此发展长距离通信技术的动力在海洋文明世界里可能是缺乏的,而这可能会导致星际通信技术难以出现。

能够将一个文明困死在它们摇篮里的因素很多。在一个完全被云层覆盖的行星上,文明可能从来也没有见到过星空,而既然从来也没有人见过星星,那么还会有人想要飞往太空吗?同样,在一个没有夜晚的双星世界里,同样也不会有人有机会见到星空。

没有离开行星的能力,没有探索外部世界的能力,没有与其他世界通信的能力。这样的文明极有可能从崛起到衰落,都对外部世界一无所知。也许这样的事情正在我们眼皮底下发生,也许我们永远也不会知道。

参考Some Intelligent Civilizations Will Be Trapped on their Worldshttps://www.universetoday.com/165903/some-intelligent-civilizations-will-be-trapped-on-their-worlds/Introducing the Exoplanet Escape Factor and the Fishbowl Worlds (two conceptual tools for the search for extra terrestrial civilizations)https://bis-space.com/shop/product/jbis-076-10-0365/

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