天体物理学

我们独自一人在银河系群岛吗?

如果有能够进行星际旅行的外星人,他们将在整个银河系中迅速传播。现在,我们的星球上没有痕迹......可能:可能:太阳系离其主要迁移轴太远。

Caleb Scharf. 用于科学N°513
本文保留用于科学用户
银河群岛

15日 juillet 1790, à其余的着名叛变 赏金,九个水手,十八塔希特乘客和一个bébé débarquaient sur l’îpitcairn。迷失在南方’océan Pacifique, à几百公斤ètres des î最近的pitcairn是l’最孤立的居住地之一és de la planète.

前’arrivée des mutins du 赏金,L.’île avait été occupée如果有几个è来自Polyn的人群的clesésie, puis désertée pendant prè三百年。À la fin du xvsiè,自然资源的贫困和冲突’autres î遥远,谁受到了干扰é贸易链接和加油路线将进行一项术语à l’人类占领皮特。这île é才变得不可持续’à l’arrivée du 赏金 en 1790. É雷霆,没有其他船只n’a jeté l’ancre àpitcairn为十八年,mê如果定居者有托管é已经看到船只远远。

L’Pitcairn n的故事’est qu’un exemple extrê不寻常的动态’人类占领南太平洋。 Polyn.ésie, la Micronésie et la Mélané筛子包括成千上万的’îles éparpillé数百万千米ètres carrés d’océ年。大多数是家伙è重复超过纯度的质量é岩石或珊瑚咆哮。而且生活空间不是’并非全部占用és à tout moment donné. Néanmoins, ils repréfeel’植入谁是谁êt àcrossé海洋从计划中伸展ète.

Pitcairn.à la Voie lactée

平行è这种环境与我们的银河邻居的环境之间存在着惊醒。哺乳期ée,大约有300 milliards d’é画布。观察结果R.é美分和正在进行的,就像那样的élescope spatial 开普勒的a Nasa, suggèrent que dans cet océ恒星队年度将有超过10亿岩石世界PRé感觉医院表面状况ères, grâce à轨道配置有利于。如î地球,这些外出èTES和这些exolunes能够’hé绵羊生物体,在那里és ou y ont migré。他们会构成这么多’ESP的潜在障碍èce déterminée à voyager à travers l’星际空间。这个类比比较富裕’我们不能认为。

même faç我们有太平洋的人民有群体é在数千千里ètres d’océan à简单船的边缘Avançant à速度几nœ只有分散à通过Galaxy可以想到,mê如果约束有时是très différentes (distances à浏览,可能性é在海上生存和在’espace).

根据轶事célè1950年,实现à它可以多少钱ê很容易浏览银河系,意大利物理学家Enrico Fermi会惊呼é au cours d’un déjeuner avec des collègues : « Mais où sont-ils tous ? » Ce « tous » désignant les espèces qui explorent l’espace. La célèbre question s’est développée随后给予不少的célèbre (bien qu’assez mal nommé) « paradoxe de Fermi » : à moins que les espè这些技术先进é他们应该过于罕见,他们应该à présent s’être ré在银河系中几乎任何地方都在大不便符,但我们是n’让我们看不到任何痕迹。费米,R.éputé pour sa capacité à快速估计,grâce à des calculs de tête, s’é意识到乳酸道ée pouvait être colonisé在几百万’années seulement.

La Voie lactée pourrait être colonisé在几百万’années

En 1975, l’astrophysicien amé丽兰迈克尔哈特是第一个ère é量化潮汐并表明了这个问题ème n’é并不那么简单’我们可以思考。研究人员留下了’无可争议的观察(对于大多数人感觉és), qu’on nomme la « constatation A » de Hart : l’absence d’今天地球上的外星人’惠。他得出结论’没有其他技术先进的文明ée n’目前存在(或n’a existé)在银河系中。 CL.é这个陈述,如同’idé最初的费米,休息在相对较短的时间内’il faudrait pour qu’une espè这在100次蔓延 000 années-lumiè射线的行动方式ée, mê我使用系统è我适度的推进,比光慢得多ère.

1980年,物理学家é瑞恩弗兰克推车也倾向于这个问题ème. Il parvint à类似的结论 :外星人足够的图案é他实际上可以访问’intégralité de la Galaxi在几百万’années. Étant donné que le Systè太阳能自4.5以来已经存在 milliards d’années,那是乳酸道ée s’est formée il y a au moins 10 milliards d’années,它离开了 ’银河系的外星人的时间很少,以达到其所有生活世界。

L’入侵自主探针

它是int.é注意差异érences dans les scé两位研究人员的Narios。迈克尔哈特做了’hypothèse d’一步« en chair et en os » par une espè这种生物学,而弗兰克Tiper有想象é自动和自动探测群éplicantes – des «冯诺伊曼机器» – qui bondiraient d’étoile en étoile et se ré没有障碍。在大多数scs.é殖民地化Narios,系统è我的恒星和他们的计划ètes deviennent habités, s’ils ne l’étaient pas déjà,然后作为基地开始à la conquête de nouveaux systè我的。适用于Autor Machines.éPlcants,主要限制à他们的扩张将是可用的é d’énergie et de matières premiè建立génération suivante.

这些方法TR.ès diffé年份说明了难度é绘制关于星际迁移的明确和重要结论。在哪个假设上è建立一个mod.è银河系的人类?合理的假设是什么? S.’appliquent-ils à des entités peut-être très différentes de nous ? Certaines hypothèses sont faciles à justifier, d’其他人更有质疑。例如,所有scéNarios涉及估计所用技术的表演ée要旅行’空间。而且,当’espè这参加了旅行,并不满足于’envoyer des é机器人小姐,l’hypothè最基本的是生物体能够在星际旅途中幸存下来。

D’一个技术观点,旅行à seulement 10 灯光速度的百分比ère demande déjà des moyens très avancéS,就像Nucl融合推进éaire ou d’巨大的太阳面纱ées par des lasers trè强大的。有效的屏蔽对于Prot来说也是必不可少的éger le vaisseau : à这种速度,星际气体的原子导致船体的显着磨损和小块的岩石足够了é船只是碰撞的énergé蜱虫。因此,它更多ûr de voyager à des vitesses réDONY,但它会采取ècles ou des millénaires pour passer d’une étoile à其他。然后出现了如何维护的问题é谁在生活中,身体健康é sur des durées dé在很大程度上通过个人生命。

太阳和邻居

Car三维u Soleil (在中心) 和最近的星星。随着恒星彼此移动,距离随着时间的推移而变化。

©Andrew Z. Colvin,Creative Commons股票奖励Alike 3.0未受欢迎

但假设è他最有争议的é正在转向动机问题,我们长期投影évité建立文明ères及其殖民地。 1983年,à l’Michael Hart和Frank Tipler,Astrophyians Carl Sagan和William Newman的反向éré que l’absence d’indice n’不是不存在的证据’espè这些智能在银河系中。对于这两个研究人员来说,假设èses avancé关于这些文明的行为太科了é对人类的意思:他们谈论’une « approche solipsiste » de l’外星人智力。

例如,如果是ESPè这种外星物不会简单地看到’intérêt à atteindre d’autres étoiles, toute l’idée银河系沉降变得过时。但是,正如杰森赖特指出的那样,’université d’ÉTat de Pennsylvania,这个提议也遭受了’une erreur de « 单文化推理 ». En d’其他条款,它是不可能的é关于行为的丝毫确定性的辛劳’une espèce entiè好像所有的代表é卖方有一个FAç我们认为。我们人类很远 ! Et mê我如果伟大的伟大é致命的乳房的空间文明ée不要从银河系侨民开始,这就是足够的’单一的冒险文化比其他人播种生命和技术的迹象à通过数十亿的系统èmes stellaires.

悖论是什么解决方案?

事实上,’费米悖论的历史是朱尔尼ée de débats divers et variés sur ces hypothè它的根本,以及’une grande variété de « solutions » proposées. En géné兰,这些解释是très difficiles à测试。虽然有些人涉及IDées assez simples, d’其他人是纯粹的科幻小说。

例如,它可能是coû在资源中ê能够快速越过’星际空间太多了élevé, même pour une espè这项技术上的TR.ès avancée。这将大幅限制’探险家并解释HART的观察。或者可以 - être l’增加人口N.’est pas, comme l’ont supposé许多研究人员,旅行的强烈动力’autres é画布,特别是espèce qui dé会在他的系统中培养一个真正持久的生活方式ème d’origine. Une ré终极绿色努力é它会限制任何诱惑’如果这个n会消失在其他地方’est pour l’科学探索 ?

一些设计在较暗的概念上播放,作为概念« grand filtre », c’est-à-dire l’idée qu’总有一些限制了espèce : une é总是导致所有技术生活的措施à他自己的灭绝(战争,污染,é资源的力量等)。能-ê来自Supernov的爆炸,成为天然的大灾变æ jusqu’à des soubresauts énergé乳酸的中央黑洞的蜱虫ée, éliminent réguliè银河系中的生活’empê从而弥漫。

已经提出了Fermi Paradox的许多解决方案

还有更极端的建议êmes, comme l’hypothèse du zoo. D’après ce scé纳里奥,我们被维持élibérément isoléS通过外星力量。有également ce que j’aime appeler le scénario de la paranoïa : d’存在其他文明,但它们隐藏和拒绝沟通恐惧é面纱à une autre espè这可能是细孔。

但ê有什么简单的解释à我们目前关于外星人的无知。这些r.éPONEES可以共享字符éristiques avec l’我们只是在鼻子下面 : l’人类占领î南太平洋,随着时间的变化和在’空间。在陆地案件和外星案中,都是必不可少的和普遍的因素,就像稀有的é有利的地方或时间人口需要证明éparer à进一步推’exploration de l’immensité.

2015年,亚当弗兰克’université罗切斯特,我déjeunions près du campus de l’université Columbia, à纽约。截至费米饭六十五岁以下ôT,谈话围绕着ESP的性质èces qui explorent l’空间。而且,可能会激发灵感é通过费米的心理计算,我们已经尝试过é设想一个思想égie d’调查将尽可能做到’hypothèses non corroborées et que l’我们可以测试或强迫à l’aide de données réelles. Au cœ在这项运动中,有’idé简单,如同’过渡占领’île de Pitcairn, l’银河系的探索或定植将是模糊的,流动和回流是模糊的。那个’humanité aurait émergé lors d’une période où notre région de la Voie lactée遭受了回流。

这个IDée同意迈克尔哈特的找到 : il n’今天没有证据’慧在地球上ésence d’外星探险家。但它提供了可能性é d’aller plus loin et d’estimer la durée在其中地球n’没有知道的访问。能-ê他们通过了外星人és ici il y a trè很长一段时间。一些科学家们已经讨论过é,多年来,可能性é寻找系统中的伪影è这些游客将离开的太阳能és derriè他们。这有点难édire l’尺寸应该完全搜索è你,但地球上的搜索更多à notre portée。 2018年,Gavin Schmidt’戈达德纳航天科学学院,亚当弗兰克研究所évalué nos capacités à dé如果地球经历了工业文明,则完成’ailleurs.

拱é外星人

Gavin Schmidt和Adam Frank拥有’abord constaté(像大多数计划一样éTONGUES)简单的时间流逝侵蚀了TRè很容易地在地球上几乎任何技术生活。唯一的证据将仍然是4月ès un million d’années ou plus se réduiraient à同位素或化学地层异常 : présence de molécules de synthèse,塑料或déchets radioactifs à longue duré生活的e。化石残余和其他朋友标记é本体是如此稀有和é挂起所以特殊的培训条件ères qu’他们将是零售的。

此外,现代人站仅覆盖’environ 1 计划表面的百分比ète. S’il en était de mê我是文明的通行证ées, les chances de dé为PAL覆盖é没有理性的家将有限ées. Et personne n’est en mesure de ré在地球上彻底挖掘以找到非自然签名。具体的è这意味着如果是工业文明à l’échelle de la nôtre a existé有几百万’anné我们可以尝试è好的,不知道它。它并非绝对意义’il en a existé une ;它只是表示’在所有严格中,我们不能排除这种可能性é.

最后ères années,与jonathan carroll-nellenback,的’université罗切斯特和杰森赖特,来自’université d’ÉTat de Pennsylvania,我们是intéressé■对这些ID的影响 éES(波浪架,通行证的痕迹é qui s’effacent), à l’é星系号码。这样做,我们有éveloppé des simulations à base d’agents (où l’on éTUDDEN全球行为à partir d’entité遵循r的个人ègles simples et évoluent de façon indépendante), complété通过古老的旧数学ématiques à纸基和铅笔。然后我们有眉毛é un tableau plus réaliste de la façon dont des espèces se dé会在内部放置’une galaxie elle-même mouvante.

如果你看étoiles situé半径几百’années-lumiè太阳,你会发现’elles se dé作为粒子的地方’un gaz. Par rapport à n’这部分的固定点是什么?’espace, une étoile peut se dé在实践中快速或缓慢地放置é本土。如果你考虑érez des ré几千d’années-lumière de diamè你会开始àobs’在银河系的中心围绕旋转(左侧è例如,太阳à去乳酸ée avec une période de 230 millions d’années environ). Les é帆布更靠近银河系,执行ré速度更快,有些étoiles du « halo »在银河系中快速移动进入或脱离银椎间盘的平面’或多或少的群体sphé围绕这张光盘。

Dè在期间,一种寻求的文明’elle des étoiles à探索会发现最近的恒星有所不同énormé随着时间的推移。目前,来自中心的Proxima是’é最接近太阳。她是à 4,24 années-lumiè我们;但大约10个 000 几年,她将不再是’à 3,5 années-lumiè关于。然后她会有点容易à到达,缺乏狭隘的旅程。在37 000 多年来,我们最近的邻居将是红矮人罗斯 248, à seulement 3 années-lumière.

对于mod.é我们已经模拟了这种变化的恒星卡é une boî三维’é帆布,接近观察到的运动é在一小部分的乳酸路径中ée。然后仿真激活一个« front »殖民化,在d中ésignant une sélection de ces étoiles comme hô探索的文明’空间。这些文明很难é有限的生活,所以’un systè也可以成为敌人é。文明也是主题的à un délai d’attente avant d’ê能够启动任务’机器人探索或殖民计划到最近的é帆布。所有这些因素都可以être modifiés, ajustés et explorés看他们如何影响ré苏丹。绝大多数é案例,存在传播’一个漂亮的殖民化额头à travers l’星际空间。这种传播的速度是参数ètre clé交叉并确认可能的解决方案’é费米的初始尼格玛。

我们观察到的是à简单和微妙。全部’首先,自然运动é银河系中的画布,类似à celui d’气体,意味着mê我是最慢的星际船,éplaçant à quelque 30 kilomè非常二(èS探头的当前速度的双倍 旅行 1 谁在离开系统ème solaire, à 17 kilomè非常二)保证’殖民化额头将超过银河系,远远超过十亿天’années.

如果是’恒星运动被考虑在内,例如银河旋转或é晕帆布,这很难ée diminue. En d’其他术语,如fermi l’avait compris, il n’填补生命的星系并不难。但是« 填充水平 » de la Galaxie dépend à两个计划数量ètes vé贫乏可殖民(我们有什么ésigné sous le nom d’« effet Aurora »,向科幻小说致敬 极光 来自Kim Stanley Robinson,发表于 2015年,它投入了lumière les difficultés的空间殖民化)和硬ée de vie d’计划的文明ète donnée.

很容易在r中制作银河空虚的生活é简单地从平面数量ètes adéquates ou en décré只要文明只有’十万d’années. À l’autre extrê我,很容易改变这些因素来填补’积极的污垢空间。事实上,如果活着的世界是相当多的,很难é植入文明的平均寿命ées n’几乎没有重要。如果他们留下我的î允许他们带来d的技术é部分,那么总会有足够的’exploration et, à术语,填补星系。

波殖民化

但它’在这两个ext之间êmes que l’我们发现最多的情况é艾瑟斯和最令人信服的。什么时候fr.é可殖民世界n’est ni très élevée ni très basse, des choses é可以出现纯净的。特别是统计波动对差异中生活世界的数量和地点的影响érentes réCR仿真é系统群体èmes stellaires où星际探险家’établissent réguliè在连续的波浪中。我们可以添加ésenter ces ré像群岛或迷人的空间园’îles. L’这些集群的存在具有对应物 :通常,它们被包围éS广泛的非殖民地区ées,太遥远,太清晰了é值得探索他们。

那些C.énario d’« archipel galactique »他可以解释地球的情况 ? C’是可能的。例如,如果文明计划é典型的可以持续一百万天’années et que seuls 3 % des systè我的恒星是vé贫乏可殖民,我们有概率é d’environ 10 % qu’une planè你这样的地球’ait pas été visitée从至少一百万’années. En d’autres termes, il n’我们不太可能来自ôté solitaire de l’équation.

À l’inverse, ce scénario implique qu’在银河系中的其他地方,有群集,群岛群岛d’espè这些常规是常态的’avoir réguliè邻居或宇宙访客。从我们的角度来看,假设èses adoptées pour obtenir ce ré苏拉特似乎合理于我们 : il suffit d’un décompte des planè你的居住(什么是MSéExoplan的小馅饼分子ètes é目前研究)并考虑到动作é乳液道路中的帆布ée. Certes, il est né做出假设è他的可行性é星际旅行和概率é qu’une espèce l’entreprenne. La longévité文明是一个陌生人,但一个问题是ès étudiée surtout à l’heure où我们,地球,初值é获得自己的问题èmes de durabilité planétaire.

银河系中的一些地方也被孤立来探索他们探索他们

也有可能é que nous dé涵盖了证据’existence d’Colonis Stellar Archipelams.és。一个新的阶层égie inté持续的à目标我们的研究d’智力和外星技术不在外渗漏è你的个人已知,而是ôt sur des ré银河园包括恒星地形êterait à l’恒星膨胀或簇。最新'à récemment, notre car三维e l’espace galactique était très limitéE,但有仪器如’observatoire spatial 盖亚,哪个映射十亿天’我们可以的天文对象和恒星运动ê能够映射çon plus réaliste ces « points chauds ».

最终,费米的悖论可能有一个相当简单的解释。一个可居住的世界和习惯é这样地球可以è保持悠久,没有任何访问(来自même façon que Pitcairn a été inoccupée pendant trois siècles), mê我如果银河系充满了技术先进的生命形式ée et d’星际探险家。地球可以简单地知道ître une période transitoire d’isolement avant d’être balayée à宇宙浪潮的宇宙浪潮。真正的问题是人类文明是否会始终如一à当这个情况发生时。

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