為什麼現在科學家們對於外星生命的探索總是以地球上生物的生存條件為標準?

泥丫



實際上科學家對地外生命的探索並沒有侷限於地球上生物的生存條件,所謂宜居帶劃得非常之寬。在大氣和地表測不出任何生命痕跡並不能代表該天體內部沒有生命在活動,地球地下就有規模巨大的生物圈。大家也都知道“天體表面有沒有液態水”這件事對“這天體上有沒有碳基生命”的判定都是毫無意義的,木衛二的巨大冰殼下面就可能有生命。但靠現在的技術,根本沒有手段對遙遠天體的冰殼·地層下面進行觀察,也就沒法管人要經費的。

在這個高不成低不就的歷史階段,能夠從少得可憐的信息裡讀到生命跡象的就是大氣成分的吸收光譜。

在非紅矮星的恆星附近的行星,如果有大量的氧,說明有持續製造氧的非光照機制,很可能是碳基光合生物圈。紅矮星會自然光解出氧,就不需要看氧了。

對於岩石行星,如果有大量的磷化氫,也可以直接證明上面存在無氧呼吸的碳基生物。

對於地外文明,在近未來我們只適合在100光年內探探滷代烷之類大氣汙染物,但那也要等詹姆斯韋伯望遠鏡發射再說。

如果有足夠的資金投入,用可預見範圍內的技術也可以在幾十光年內成像。NASA噴氣推進實驗室已初步研究了在距離太陽548.7天文單位(0.0086光年)的太陽引力透鏡焦點上使用百萬像素級CCD和高分辨率光譜儀來觀測太陽系外行星的任務,預計可以對97.8光年內的恆星之宜居帶內的行星進行分辨率達千米級的成像,足以觀測其表面特徵和宜居跡象。NASA已經確定了任務的可行性,沒有發現不可逾越的技術障礙。

至於無線電廣播信號,在沒有像SETI那樣瞄準目標發射的情況下,以和我們同等的科技,從比鄰星附近發射的信號在地球附近都無法和背景噪聲區分開,非常之菜。地表被任意特定顏色的生物覆蓋導致的反射光譜,在目前的水平下都很難有效識別。水蒸氣、甲烷、二氧化碳、氨之類除非有極其特異的週期變化,否則對判斷有無生命都毫無意義。

在科學家給電子遊戲提出參考意見或自己展示想象力與知識的時候,他們就放鬆多了,你可以在宇宙沙盒2020年4月的版本里看到科學上的其它宜居形式,例如靠潮汐加熱的衛星::

你可以看到沒有穩定軌道的驚人宜居行星:

這顆行星圍繞雙星的軌道在不斷週期性變動,使其事實上飄忽不定但又不會飛離或墜毀。

科學家的炫耀:

The Ultimate Engineered Solar System

在一個主序星的宜居帶內配置416個類地行星,並使系統穩定。

The Million-Earth Solar System

在一個超大質量黑洞附近配置9個或36個恆星,在它們的宜居帶內配置1000000個類地行星,並使系統穩定。

這樣的系統大概可以作為動物園,承載從宇宙各處蒐羅來的生物圈。

出處:Ultimate Solar System ,Sean Raymond

你對生物的定義博愛一點的話,地球上就有完全不需要水和氧的生命形式。球狀孤立等離子體、晶體、灰塵等都能表現出生命的一部分特徵。科學家當然知道什麼奇怪的事情都可以有,畢竟地球生物的能力之詭異都不是一般人能理解的。但在現在的技術條件和經費下,能用來找的手段太少了。

你可以看看我們對太陽系的天體和太陽系外行星的成像效果。

太陽系內:

2018年11月10日的2018 VG18。圖源:Scott S. Sheppard/David Tholen

這是什麼?顯微鏡下的細菌?這是海王星外運行的天體2018 VG18,我們太陽系內的大石頭,直徑500~600千米,比你住的城市還要大好多倍,用大口徑天文望遠鏡整出來的效果。

新視野號2017年12月拍攝的“2012 HZ84”與“2012 HE85”天體照,打破有史以來最遠探測照片紀錄。(圖片來源:NASA)亡神星。由California Institute of Technology - https://solarsystem.nasa.gov/resources/401/distant-planetoid/,公有領域

亡神星直徑約950千米,到太陽的平均距離約59億千米。

哈勃望遠鏡拍攝的創神星。其直徑約1060~1110千米,到太陽的平均距離為65.4億千米。

太陽系外:

左下的紅色模糊發光體是行星2M1207 b,估計有3~10倍木星質量。圖片來自Ascánder
哈勃望遠鏡拍攝的北落師門b。新的研究指出它只是一團星際塵埃。我們的觀測力連目標是不是石頭都確認不了。圖片來自NASA。系外行星PDS 70b,圖片來自歐洲南方天文臺超大望遠鏡
恆星HD181327的星盤,行星會在那裡誕生系外行星HIP 65426b,十字與圓圈是遮光板擋住的恆星的位置
恆星HR8799與行星HR8799e還是恆星HR8799,四個行星

在這種萌萌噠的觀測能力之下,如果有能讓我們看到的疑似文明活動現象與疑似生命現象,規模大得太過出離憤怒,以至於下不了什麼結論。

以下是現在能觀測到的巨大規模現象的例子。

星際塵埃雙螺旋:

在對等離子體中的塵埃進行的模擬實驗中,俄羅斯物理學家瓦基姆·茲托維齊領導的團隊發現塵埃會自動排列成雙螺旋結構,可以吸引其他塵埃顆粒而“生長”,可以自我複製成兩個相同的螺旋。螺旋結構的半徑會隨著不同分段而變化,說明它具有信息編碼能力[1]。這比晶體和熱帶風暴的有序性前進了一大步[2]。2006年3月15日,加州大學洛杉磯分校的天文學家通過斯皮策太空望遠鏡在距離銀河系中心黑洞300光年處發現了一片雙螺旋結構星雲,長軸80光年。銀河系中心黑洞巨大的電磁場中99%的物質處於等離子態,可以期待小林泰三喜歡描寫的等離子生物在那裡存在。

方形星雲:

MWC 922這個包含銳利直角的構造,距離我們5000光年。你覺得它的形狀自然麼。


超構造物:

你覺得戴森雲應該是什麼樣的,發射恆星級的紅外線而沒有多少可見光麼?

我們已經在M33星系發現了一個在近紅外和可見光波段暗淡但在中紅外波段上在整個M33裡第二亮的不明天體。它是中紅外波段上M33裡第一亮的恆星級天體。

你覺得卡爾達肖夫文明等級指數Ⅲ型文明居住的星系應該是什麼樣的?

橢圓星系的傳統形象是恆星形成過程已基本結束的星系,主要是衰老中的恆星,偶爾有少量的恆星形成。通常,橢圓星系看起來是黃色或紅色,與在旋臂上有高熱的年輕恆星而呈現淡藍色的螺旋星系有很大的差異。但是紅色的螺旋星系與藍色的橢圓星系都是實際存在的。我們已經知道至少8個幾乎不發射紫外線的紅色螺旋星系,其中5個有很強的中紅外發射。這和淡藍色螺旋星系完全不一樣。 在我們知道的範圍內,這像是將整個星系的藍色恆星拆解為紅矮星的超級工程。那基本上需要卡爾達肖夫文明等級指數Ⅲ型文明。在“壓倒性異常”方面類似的是Messier 105(NGC 3379),充滿了新生恆星的橢圓星系。
PGC 54559,6.12億光年外的一個有極其特異的形態的星系,直徑約10萬~12萬光年。這樣的星系在我們觀測到的河外星系裡佔比不到千分之一,成因還未確認,沒有人能斬釘截鐵地證明它們不可能是文明的產物[3]。

——看出來什麼問題了嗎。

就算外星文明擁有神或惡魔般的力量、將星系當橡皮泥捏,就算他們的載具或軀體比太陽系還大,在宇宙這樣巨大的距離上,靠我們這渣渣觀測力也看不到他們,只能看到他們捏的巨型產物。

即使是上面那些非常特異的星系,我們也沒法區分到底是自然形成的還是文明的產物。

那要怎麼確定是文明的產物呢,要人家專門捏個等邊三角形給我們看嗎?

其實那也可以的。在宇宙微波背景輻射裡存在巨大的同心等邊三角形,沒人知道為什麼,只能確定那不是“宇宙多次炸開又坍縮留下的痕跡”。

不過,也不是什麼東西都適合在我們這個宇宙裡當生物的基礎介質與常用溶劑的。大部分化學物質其實還不如等離子體裡的塵埃。

阿西莫夫曾經在《並非我們所知的:論生命的化學形式》(Not As We Know It-The Chemistry of Life)中從生化上描述過6種生命形態:

一、以氟化硅酮為介質的氟化硅酮生物; 二、以硫為介質的氟化硫生物; 三、以水為介質的核酸/蛋白質生物; 四、以氨為介質的核酸/蛋白質生物; 五、以甲烷為介質的類脂化合物生物; 六、以氫為介質的類脂化合物生物。

這些物質是液體的溫度範圍是很不相同的,對應著許多不同的自然環境和那種條件下化合物的活性、化學反應的激烈程度。不過,基於這個宇宙中的原子的豐富程度,通過純粹的化學現象最有可能產生的生命形式主要是我們這種,水仍然可以作為最基本的大氣吸收光譜指標之一。

乙醇和油可以作為介質和溶劑,但自然形成大量乙醇或油有相當的難度,很難找到那樣的自然環境。

天然氣和沼氣的主要成分就是甲烷,它可以在宇宙中自然地大量形成。

在這之外,科幻作家早已設想過靠核能生存的金屬生物、生活在氣態巨星裡的霧狀生物、生活在恆星上的能量生物、生活在空間裡的純精神體、生活在多維空間裡的不可名狀的生物,等等。基於攀比設定的需要,一些幻想生物早已使用了比多重宇宙還高几個層次的高階無窮。

不限於生命,宇宙中可以自發產生智能機械。在寒冷的流浪行星上,低溫下超導的物質允許複雜的電磁現象自發地積累直到出現智能。但除非人家自己飛到木星軌道內來,否則我們現在根本發現不了人家。

智能也完全可以先於生命和機械而存在,例如玻爾茲曼大腦能在正物質主導的早期宇宙中的任意時刻形成[4]。即使它們掌握了超絕的科技並存在至今、體積大如太陽系,我們也沒有觀測力去發現它們。

人類跟隨太陽在宇宙永恆的黑夜裡墜落著,處於亙古的孤獨中,期望著有其他文明可以和我們交流,讓我們參照他們的成就與失敗,讓我們看到或許未曾想到的另一條道路,抑或讓我們看到我們的道路有其他文明在同行。

同時,人類畏懼著與其他文明不期而遇。人們擔憂自己的毀滅衝動,並將其投射到可能的外星生命上。無論是西方科學家屢次提起的“殖民者來到美洲”還是引起氾濫共鳴的黑暗森林,都是這樣的。

費米悖論給這種非理性的期待和恐懼找了個合理化的解釋,用大過濾器的可能性來裝點我們自己的脆弱。你已經看到了我們現在的觀測能力,對於這樣的觀測能力與航行能力來說,費米悖論是沒有意義的。

所謂“實用主義”“為了太空資源”“為了移民”這種淺顯而虛假的理由,是用來應付小孩子或身體是大人·頭腦是小孩的宣傳對象的。

從1957年10月4日蘇聯發射第一顆人造地球衛星到現在,人類的航天器沒有從太空帶回任何能叫“資源”的玩意。美國拿回來的那一點月岩、月壤、彗星物質之類用於研究和展覽都不夠使,當做資源送去工業的話就別說“塞牙縫”了,連牙縫上的一個細菌都喂不飽。撥款給航天計劃的政府們並不在乎這些,宇宙探索在地球上產生的利益已經遠遠超過了它的投資。

人類現在的社會形態和身體能力還沒達到要考慮“太空資源”的時候。照目前的不可持續發展和瘟疫流行、社會分裂的狀況,用不了幾百年我們就可能自我毀滅。所謂“去太空開拓新的生存空間”,不是說“地球裝不下的人口扔到天上去”,而是在地球上發生災難性的戰爭、超級傳染病、嚴重天體撞擊或巨大火山爆發等全球性自然災害、失控納米機械風暴等狀況的時候,讓人類還有延續下去的可能。

人類可能永遠不需要在其它天體上大量住人。能夠進行宇宙航行的技術可以輕易建造巨大的太空建築。不鏽鋼就可以撐起10萬倍地球表面積的片狀剛性體,行星支持生物圈的能力根本就是垃圾。

即使要在其它天體上居住,已經有生物圈的天體也是最不適合的。你現在就經歷著一個各方面能力並不出色的病毒造成的全球瘟疫流行,應該能很容易地認識到:

另一個生態系裡的捕食者或文明的力量再弱小,也不會降低我們接觸它們的危險性,因為那裡的微生物對我們來說是無底深坑。地球上動物與植物的物種總數估計有一千萬種。而細菌、古菌、原生生物、真菌的物種總數要壓倒性地多,保守地估計約為一萬億種。微生物的調查非常的困難。一克農場土壤裡就能找到上萬種微生物。地球生物對另一個生態系裡同等規模的微生物們沒有任何免疫力,反之亦然。任何接觸都可能導致我們未曾預料到的生態危機,對地球生物圈和那個天體上環境的穩定性造成威脅。

也就是說,真的要在一個已經有非地球生態系的地外天體上殖民的話,人類必須擁有徹底轟炸這個天體以滅絕上面所有生物、摧毀上面所有的病毒類物質的力量和在一個被徹底轟炸過的天體上建造居住區的能力——那顯然地,找個沒有生態系的天體去住可以節約轟炸力,自己建造太空居住區比大規模改造天體更省事,而擁有這轟炸力的人們可能先解決地球上的敵人。你會在這個情景之後繼續生存的可能性接近於零。

經常被萌萌噠的讀者拿來論述先進文明虐殺落後文明的“西班牙殖民者狂殺印加人”,也沒有什麼國家層面的共識和周密的計劃。1531年,得到西班牙國王的允許,弗朗西斯科·皮薩羅帶了不到200個人去進攻處在內戰和瘟疫流行中的印加帝國,開戰時他只有169人的兵力,大部分西班牙國民都不知道有這回事。

載人航天的門檻比橫渡大西洋高太多了,在太空復刻這個活動的難度超過某些小可愛的想象力。在那之前,小可愛們對自己的勇猛程度也做出了過大的判斷。

我們人類是個能表現得非常兇暴的物種,而我們的道德水平隨著生產力的發展已經改善了許多。

原始人刀耕火種,屠戮無數生靈,互相打起來也很殘忍。一萬年前的古人類化石顯示,至少12%的人被人類的武器打得傷及骨頭,意味著很高的犯罪率和兇殺率。而現在,聖佩德羅蘇拉是洪都拉斯第二大城市,兇殺率達0.169%,多次被評為世界最暴力的城市。你讓原始人來看現代城市的“犯罪亂象”,他們只會評價道:天國。

大部分萌萌噠的當代年輕人連一頭豬乃至一隻雞都沒有親手殺過,在醫院裡體檢的時候抽點血都覺得噁心,到了單位給領導裝孫子,躲在網線後面的時候才勇氣百倍,喊一喊戰爭、星際入侵、黑暗森林、“我們就像哥倫布抵達美洲”來發洩——醒一醒啦,你們自己的身體都不相信你們會參與這些事情,不然它早把脂肪卸了製造肌肉了。

參考
  1. ^Collision-dominated dust sheaths and voids - observations in micro-gravity experiments and numerical investigation of the force balance relations V N Tsytovich et al 2003 New J. Phys. 5 66 doi:10.1088/1367-2630/5/1/366 https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2003NJPh
  2. ^晶體和熱帶氣旋也能生長,但目前還沒發現它們複製並傳播信息。
  3. ^https://arxiv.org/abs/1412.4011
  4. ^Bousso, R., Freivogel, B., & Yang, I. S. (2008). Boltzmann babies in the proper time measure. Physical Review D, 77(10), 103514.

dota歲月


也許這也正是我們至今還沒有發現外星生物的原因。


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