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深度长文:在银河的汪洋里,我们只舀起一缸水,所以没有外星人?

先讲一个特别离谱的数字。

地球上海水总量大概是 1.335 万亿亿升。

这个数是什么概念?

你不用真的去算,反正就是大到你脑子转不动的那种。

2018 年,宾州州立大学一个叫 Jason Wright 的天文学家带着团队干了件事:他们把人类从开始找外星人到那时候为止,所有射电望远镜接收到的"该找的信号范围"加在一起,折成了一个比喻,这么多海水里,我们实际捞过的部分,大概是 8000 升。

8000 升是多少?一个普通家庭浴缸大概 200 升,8000 升就是 40 个浴缸。

或者你往大了想,一个小游泳池。

也就是说,从人类 1960 年开始用射电望远镜对着天空喊"有人吗",到 2018 年快 60 年过去了,我们在整个宇宙的大海里,就舀了一浴缸多一点的水上来,看了看,没鱼。

然后所有人开始慌了:海里是不是根本没鱼?

你看,这问题从一开始就问反了。

费米那个著名的问题,"它们都在哪儿",是 1950 年在洛斯阿拉莫斯的午餐桌上随口蹦出来的。

那时候连射电望远镜找外星人都还没真正开始,奥兹玛计划要到 1960 年才实施。

可七十多年过去,这个问题非但没解决,反而越问越怪。

怪在哪呢?怪在我们一边承认自己只看了一浴缸水,另一边又非常肯定地觉得"海里应该到处都是鱼"。

这两个感觉是拧着的。

我们凭什么觉得到处都是鱼?因为有一个特别硬的推论在那儿杵着。

2004 年,天文学家 Lineweaver 等人在《Science》上发了一篇论文,他们干了件挺有意思的事:在银河系里圈了一圈"宜居带"。

就像地球上有个温带似的,银河系也有这么一圈,离中心大概 2.3 万到 2.9 万光年之间。

这个位置,超新星炸得没那么频繁,重金属元素够多,行星能凑出岩石和水。

关键结论是:在这一圈里,75% 的恒星比太阳老。而且老得不是一星半点,平均老 10 亿年。

10 亿年是什么概念?人类从南方古猿算起也就 600 多万年。10 亿年,够一个文明想干啥干啥了。

我们来拍脑袋算一下。

银河系直径大概 10 万光年。一艘飞船用光速的百分之一飞,横穿整个银河要 1000 万年。

路上每到一个恒星系停下来,挖矿、造新飞船、再出发,就算把这个过程放大十倍,也就是花 1 亿年,也才 10 亿年的十分之一。

也就是说,只要有一个文明在 10 亿年前下决心要填满银河系,它现在已经填满了。

2019 年,Carroll-Nellenback 几个天文学家做了个更狠的电脑模拟。

他们把一件事算进去了:恒星自己在银河系里是动的,绕着银心转,还上下晃。

飞船不用自己硬飞,借着恒星的运动,就算飞船慢到每秒 30 公里,这个速度是什么概念?人类现在飞最远的探测器旅行者一号,也就每秒 17 公里,30 公里已经算很快了,也能在大约 10 亿年里把整个银河走遍。

听到这儿你肯定觉得:完了,那我们早就该被占领了。

可问题是,啥也没有。

刚才那个"一浴缸"的比喻,出自 2018 年 Wright 团队那篇论文。

但这个比喻其实有两个要补充的地方,不然你会误会。

第一,作者自己承认,这个估算假设了所有搜索项目的灵敏度、频率覆盖都差不多,实际上根本不是这么回事。有的项目盯得特别紧,有的就是扫一眼。所以"一浴缸"是个量级概念,不是精确数字,别拿着这个数去较真。

第二,它只算了射电望远镜。那些用光学望远镜、红外望远镜找的,没算进去。可就算都算上,量级也不会翻到"一整个太平洋"那么夸张。

更让人泄气的是 2023 年的一个研究。

一帮人模拟了一件事:地球上漏到太空里的无线电信号,外星人能不能收到?结果是,全球手机基站漏出去的信号加起来,最强的时候大概 40 亿瓦,听起来挺多,主要来自中国东海岸的 4G 基站。

但就算外星人离我们只有 10 光年,手里举着一台跟美国绿岸望远镜一样大的设备,也收不到。

10 光年啊。离我们最近的邻居恒星比邻星都在 4.2 光年,10 光年内有好几个恒星系。

也就是说,假如隔壁真住了一个跟我们一模一样的文明,用同样的技术,我们现在根本互相看不见。

反过来想也一样。

地球上最容易被远处看见的信号,是那种对准行星发射的雷达,比如为了监测小行星往天上打一束超强电波。

有研究算过,这种雷达能被看见的距离,比排第二的任何信号都远 1000 倍。可雷达是用来干正事的,不会天天开着扫星星,正好扫到某颗有人的恒星的概率,低到可以忽略。

所以"找得少"这个解释,到这儿其实能站住脚了:跟我们差不多的这种文明,本来就很难被发现,不是我们没找,是这种信号本身就弱。

问题来了。找得少能解释"小透明文明",解释不了那些土豪文明。

什么叫土豪文明?就是耗能特别狠的。用的能量越多,往外散的热就越多。这些热会变成红外线辐射出来,根本藏不住。就像冬天你隔老远看一栋楼,哪扇窗开了暖气,红外相机一拍就亮,装都装不装。

2015 年,Wright 团队用 NASA 的 WISE 红外卫星干了件大事:他们把 10 万个星系扫了一遍,想看有没有哪个星系的红外线异常亮,亮到说明外星人把那个星系 85% 以上的星光都截胡了拿去用。

结果?一个都没有。

当然有 50 来个星系的红外线确实偏多,亮度到了用掉一半以上星光的级别。可天文学家早就研究过它们了,比如最亮的那个叫 Arp 220,它红外亮是因为里面正在疯狂诞生新恒星,根本不是什么外星人在搞基建。

星系级别的土豪我们基本排除了。

那恒星级别的呢?就是大家老说的戴森球,一个文明把自家恒星整个包起来,像套了个壳,把星光全截下来发电。这种壳子会让恒星看起来可见光少、红外光多,特别显眼。

2024 年有个项目从 500 万颗恒星里挑出了 7 颗红外偏多的,兴冲冲地说可能是戴森球候选。

结果没过多久就被打脸了:有人指出这 7 颗星大概率是被背景干扰了,它们身后更远的地方,有被尘埃裹着的河外星系,那些星系本身红外就亮,刚好跟前面的恒星叠在了同一视线上。

后来用更清晰的射电图像再看,至少有几颗确实是这么回事。

你看,越土豪的文明动静越大,越藏不住,而我们恰恰在这种文明上,找得最认真。

问题是,连个疑似的都没坐实。

于是就有了第二种解释:人家高级文明根本不用我们能看见的方式活动。

这个说法乍一听挺对。

通讯技术越进步,信号压缩得越狠,最后看起来跟背景噪音几乎没区别。

用激光点对点发信息,只要没照到你脸上,你就永远收不到。

2017 年还有人提过一个挺酷的想法:高级文明可能在"冬眠",因为宇宙现在还热,算东西费电,等宇宙变冷了,计算成本会大幅下降,到那时候再开工。

不过这个冬眠假说后来被反驳了。

有人算过,计算的耗电能效不会像他们说的那样,随温度降低就断崖式下降。

这事儿没那么简单。

安静活着这个思路,绕不过一个死结:它要求所有文明,在几十亿年的时间里,全部选择安静。一个例外都不能有。

银河系只要有一个文明爱折腾、爱扩张、不在乎费电、甚至就是个大大咧咧的主儿,上面说的那些红外异常、戴森球、星系级浪费,早就该被我们逮到了。

还有个流传很广的"动物园假说",说外星人故意不打扰我们,像人隔着玻璃看动物园里的猴子。

可这个假说毛病更大:它要求成千上万个互不相干的文明,在几十亿年里乖乖遵守同一个约定,谁也不许破功。

你觉得这可能吗?

这里有个特别容易被忽略的角度:来过和现在还在,是两码事。

刚才说的 2019 年那个 Carroll-Nellenback 模拟,作者顺手算了一个数。

就算银河系里早已经有文明到处定居了,地球在过去一百万年甚至更长时间里一次都没被拜访过的概率,也有 10% 左右。

10% 不低了。也就是说,哪怕银河系早就被占满了,我们地球也可能刚好住在一条没人走的小巷子里。

更扎心的是,就算来过,证据也留不下来。

NASA 有个气候科学家叫 Gavin Schmidt,跟天文学家 Adam Frank 在 2018 年讨论过一个问题,这个问题问得挺吓人:假如几百万年前地球上真出现过一个工业文明,我们现在能发现吗?

他俩的结论是:人类工业文明留下的痕迹,塑料、混凝土、重金属异常、放射性尘埃,虽然明显,但跟地球历史上那些自然发生的大事件比,差别并没有想象中那么大。

几十万年后,这些东西基本上都会被地质运动搅和成一锅粥。

更反常识的是,一个越懂得保护环境的文明,留下的痕迹反而越少;而恰恰是这种文明,更有可能活得久、走得远。

我们来算个时间账。

人类工业文明到现在才 300 年左右。

假如外星人在 10 亿年前路过地球,那时候陆地上连一棵植物都没有,全是裸岩和海。他们就算扔了个易拉罐,10 亿年下来,岩石本身都换了好几茬了。你指望石头记住这事?

估算外星文明有多少,大家都用德雷克方程。

这个方程就是把一堆数乘起来:多少恒星、多少有行星、多少行星能住人、多少长出生命、多少变出智慧、多少能通讯、能撑多久。

最早大家填这个方程的时候,每一项都倾向于填一个乐观的数。

乘出来结果自然是外星人满天飞,光银河系就可能有上百万个文明。

2018 年,牛津大学三个研究人员,Sandberg、Drexler、Ord,换了个玩法。

他们承认每一项我们其实都拿不准,那就不填一个数,改成填一个范围,把所有可能的取值都塞进去,用概率分布一起算。

算完再把"我们什么都没看见"这个事实当成一个证据加进去修正。

结果出来:在银河系里,人类是唯一文明的概率,最开始大家觉得是 52%,修正之后变成了 53% 到 99.6% 之间。

在整个可观测宇宙里,我们是唯一文明的概率,从 38% 升到了 39% 到 85%。

这个结论什么意思?

意思是,费米悖论可能压根就不存在。

我们之所以觉得"应该到处都是外星人",只是因为过去填德雷克方程的时候太乐观了。

比如生命诞生这一步。我们现在手里只有地球这一个例子。

你根本不知道生命是那种"只要条件合适就一定会冒出来"的东西,还是那种"几十亿年、亿亿个行星里才碰巧撞上一次"的奇迹。

我们没数据。

当然这篇论文也被人质疑过。

有人重算之后发现,结果几乎完全取决于你一开始假设"生命诞生有多容易"。这个起点你选得不一样,最后概率能从"我们很孤独"跳到"邻居一大堆"。

所以还不能说悖论已经解决了。

但这个质疑本身就说明了一件事:最关键的那几个数,我们现在是真的不知道。

我们来捋一捋。

找得太少,确实能解释为什么没发现跟我们差不多的那种小透明文明。

这种文明离我们 10 光年外就基本隐身了,而我们射电搜索加起来才一浴缸海水的量。

可找得太少,解释不了为什么没发现那种把整颗恒星、整个星系的能量都拿来用的土豪文明。他们散的热藏不住,而且我们已经拿红外望远镜认真找过了,十万个星系、五百万颗恒星,一无所获。

人家很低调,能解释一部分。但它要求所有文明在几十亿年里全都低调,一个爱折腾的都没有。这个要求有点高。

来过但走了,这个解释经常被低估。

10 亿年足够把一次外星拜访从岩石里抹得干干净净。而且地球在过去一百万年里没被访问过的概率,本身就有 10%。

本来就没几个,这是最冷但也最有学术分量的一个可能。我们现在没办法排除它。

我个人倾向于一个组合:宇宙里也许真有别的文明,但彼此离得太远,中间隔着几百上千光年的真空,谁也听不见谁;而那种能把整个银河系占满的超级文明,大概率不存在,至少不在我们附近。

不过这只是我个人的倾向,没有证据能拍板。

接下来这十几年,可能会出大事。

有几样新设备正在建,可能直接改写这道题的答案。

一个是平方公里阵列射电望远镜,简称 SKA。

它建在南非和澳大利亚,灵敏度比现在的设备高好几个量级。

之前我们搜 10 光年外的"地球同款文明"都费劲,SKA 能把这个距离往外推几百倍。

也就是说,以前我们看不见的那种普通文明,以后能看见了。

另一个是薇拉·鲁宾天文台。

它在智利,专门盯着天空拍,能把那些从外太空飞进太阳系的天体,比如奥陌陌那种,记录下来。

奥陌陌 2017 年路过太阳系的时候,因为没人盯着,错过了近距离观测的机会。

以后这种东西一出现,我们就能凑上去看看,它到底是块石头,还是某种不像石头的东西。

还有戴森球搜索。

之前那 7 颗被背景星系干扰的候选星,等更清晰的红外和射电图像出来之后,能给出更靠谱的结论。

是尘埃就是尘埃,不是的话,那才是真新闻。

真有那么一天,新闻会怎么报?

我猜,不会像电影里那样,一个飞碟停在天安门广场或者帝国大厦顶上,然后全人类直播。

那种画面太戏剧化了,现实中大概率不会这样。

更可能的情况是:某颗普通得不能再普通的恒星,红外辐射里多出一块,怎么算都解释不通。

天文学家为这块多余的红外光吵来吵去,今天说是尘埃,明天说是恒星伴星,后天又说是仪器误差。

吵个十年八年,最后所有自然解释都被排除干净了,才有人不情不愿地说出那个词:戴森球?

到那时候,费米那个午餐桌上的问题,才算真的有了第一块拼图。

而在那之前,我们就继续舀我们的浴缸吧。