当地时间 4 月 5 日,美国国家航空航天局(NASA)局长贾里德 · 艾萨克曼在 CNN 节目中指出,外星人存在几率“相当高”,未来月球南极基地可能配备望远镜,用于持续推进相关探索。他这么说有何科学依据?月球南极基地的望远镜能帮我们找到外星人吗?
相信外星人存在是很正常的事情,NASA 局长说几率“相当高”,不是情绪化发言,而是被数据和物理学一步步逼出来的结论,甚至可以说是经过严谨的逻辑思考后得出的哲学层面的一种信念。
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在可观测宇宙里,至少有数万亿个星系,而其中一个银河系,就含有至少 2000 亿颗恒星。
天文学观测显示,大约 15% 的恒星带有行星系统,相当于光是银河系就有 300 多亿套“太阳系”,总行星数可能上千亿。
再放大一点看恒星类型。
银河系里差不多 7% 是像太阳这样的 G 型矮星,14% 是比太阳略小的 K 型矮星,它们表面温度大致在几千摄氏度这个适中区间,既不太暴躁,也不太冷。
保守估计,每颗 G、K 型矮星宜居带里平均至少有 0.37 到 0.6 颗岩石行星;乐观一点,这个数字可以到 0.58 到 0.88。
也就是说,光是银河系里,仅这一类太阳的恒星周围,就可能有几十亿颗尺寸接近地球、温度大致合适的岩石行星。
再加上占银河系恒星数约 75% 的 M 型矮星,其中约 6% 在宜居带里也有岩石行星。
更魔幻的是,只在离太阳 32.6 光年的小小近邻区,研究就估算出,可能就有 4 颗非常适合地球型生命生存的行星。
这还只是原生生命的故事。
另外一条证据更野:地球生命本身其实很擅长偷渡。
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人类已经在国际空间站外表面发现了顽强存活的地球微生物。
实验表明,有些微生物能耐受真空、强辐射、四十万倍重力,在极端贫瘠环境里休眠上亿年都能复活。
太阳光压可以像宇宙版蒲公英风,把携带微生物的尘埃粒子从太阳系吹出去,飞向银河其他地带。
在过去三四十亿年里,随着太阳系绕银河系公转,这种“生命花粉”很可能已经飘向周边数百万个类地天体。
换句话说,即便你假设宇宙中除了地球,哪儿都不会自然诞生生命,仅凭地球自己撒种子,也有可能在宇宙其他地方长出不少地球亲戚。
这就是很多科学家敢说“外星生命几乎肯定存在”的底气。
那为什么我们肉眼所见,还是空空如也?
因为尺度错得太离谱了。
拿人类最远的探测器和宇宙比,就像一只爬了 50 米的蚂蚁,对着整个地球大声宣布:我已经搜遍世界,没有同类。
银河系直径 10 多万光年,人类飞出太阳系的航天器,几十年才爬出去不到一光年的零头。
距离太阳最近的恒星比邻星,4.2 光年,大约 40 万亿公里。
如果从修长城那会儿,人类就开始向太空“直播”,电磁信号到今天,也只跑了两千多光年;而银河系直径是十万光年的级别,这两千多光年,在银河系里只占 2.5%。
绝大多数可能存在文明的星球,压根还没收到我们这声“喂”。
再考虑宇宙的年龄。
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宇宙 138 亿年,人类文明几千年,现代科学几百年,人类大规模使用电磁波,只有短短一百多年。
如果把宇宙 138 亿年压缩成一天 24 小时,人类会在这一天中的最后几秒钟才出现,还没来得及打个完整的电话,就恨不得对着全宇宙喊:怎么没人回我?
更残酷的一点,是技术树错位。
我们现在主要靠电磁波(广播、雷达、无线电)在宇宙打招呼。
但如果别的文明早已用别的信号载体,比如中微子流、引力波、量子纠缠等我们才刚刚起步甚至还只是猜想的手段,那就是两个完全不同的通讯世界。
就像一群还在玩 BP 机的文明,怎么和已经直接用脑机接口传信息的文明对接?
即使真有“外星电话”从我们身边经过,我们也未必知道那是电话,更别说会接听了。
还有一种可怕的可能性,是技术代差大到人类连“蚂蚁之于人类”都不够。
蚂蚁至少还能感受到我们的脚步,看到我们手机发光。
如果有文明可以在更高维度存在,甚至缩小到电子内部,或者就是弥散在暗物质和暗能量之中,那在人类当前的物理理解里,几乎等于无形。
再加一条来自宇宙几何结构的精神攻击——
观测显示,宇宙大尺度曲率极接近于 0,意味着要么是真正无限,要么是在可观测的 930 亿光年范围内大到近似平坦。
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如果宇宙真的无限大,从概率意义上讲,不仅外星文明几乎肯定大量存在,甚至“和地球一模一样的星球”“和你一模一样的人”也会在无穷多角落重复出现。
在这种尺度下,“只有地球有人”的设想反而成了极其怪异的小概率事件。
所以,NASA 局长那句“找到我们并不孤独的证据,概率相当高”,是这些天文观测、行星统计和生命韧性研究综合之后,一个相当克制的说法。
那月球南极基地的望远镜,能不能帮我们直接逮到外星人?
月球南极有几个天然优势。
这里有长期处在阴影里的永久暗区,几乎没有大气、没有天气,光学干扰极小,非常适合做高精度深空观测。
在这里部署大口径望远镜,可以比地面和近地轨道看得更远、更清晰。
更重要的是,月球可以长期连续观测,不像地球望远镜那样被白天黑夜、天气和空气扰动严重限制。
这些优势,让月球望远镜非常适合干对找外星人至关重要的事:
第一,搜更多更远的类地行星。
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通过凌日法、视向速度法等手段,配合高灵敏度光谱观测,可以在数量级上把潜在宜居星球的名单迅速扩展。
第二,看大气线索。
如果望远镜能测出系外行星的大气成分,比如是否同时存在大量氧气、甲烷、二氧化碳等长期难以在无生命环境中稳定共存的气体组合,就能推断那里极可能有强活跃的生物圈。
这些都不等于直接发现了文明,但等于是第一次能在极远距离上“闻到”生命的味道。
可以这么理解:地球上的射电望远镜在努力“听”别的文明有没有在讲话;未来月球望远镜则更擅长“看”和“闻”,看这颗星有没有海洋大陆,闻它大气里有没有大规模生命活动的痕迹。
两者结合,人类才有机会锁定几个最值得重点长期盯梢的目标,未来再考虑是否派探测器、甚至星际飞行器去近距离确认。
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但是,指望月球南极的望远镜在短期内直接给出“发现智慧外星文明”的大新闻,还是过于乐观。
原因一是距离太远。
就算锁定了疑似宜居行星,它们大多也远在几十到几百光年甚至更远。
那种距离上,我们能做的主要就是被动观测,几乎不可能主动互动。
二是物理极限。
无论电磁波还是引力波,目前理论上都不允许信息超光速传播。
你发过去一句“在吗”,对方哪怕秒回“在”,中间也得来回跑一趟几十光年,上百年起步。
三是文明窗口期太窄。
一个文明从不会发射无线电,到开始用更高级、更隐形的通讯方式,中间这一小段电磁吵闹期可能只有几百年。
要在 138 亿年的宇宙时间轴上,让两个文明的吵闹期刚好重叠上,还要刚好在可互通的距离内,本身就是极小概率事件。
所以,从务实角度看,月球南极望远镜更像是帮我们回答“宇宙里有多少生命样本”的工具,而不是马上帮我们和别人打视频电话的神器。
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它会让外星生命几乎肯定存在这件事,第一次从理论推断走向一批批具体星球清单。
但要真正跨越文明之间的鸿沟,可能还要等人类在推进器、材料、信息物理等一整棵科技树上,再往上爬很多级。
站在今天回头看,这反而是件值得乐观的事。
因为就算我们一辈子都看不到外星人走下飞船,那些为此建造的望远镜、月球基地、探测器,都会在顺带中把我们对宇宙的认知推到一个新高度。
它们会告诉我们:星系宇宙,不再是纯粹的夜景背景,而是一个个可能孕育生命的真实世界。
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