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模拟显示,银河系中最有可能存在银河文明的地方是这个地方

银河系有130亿年的历史,我们银河系中一些最古老的恒星诞生于宇宙本身的开端附近。在亿万年中,我们知道至少已经诞生了一个技术文明——我们!

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但如果银河系如此古老,而且我们知道它可以创造生命,为什么我们没有听到其他人的消息?

如果另一个文明的年龄只比我们大 0.1%,那么它们将比我们早数百万年,并且可能更先进。如果我们已经处于将生命发送到其他世界的风口浪尖,那么银河系现在不应该到处都是外星飞船和殖民地吗?

也许,但也有可能我们一直在寻找错误的地方。杰森·T·赖特 (Jason T. Wright )等人最近的计算机模拟表明, 暗示寻找古太空文明的最佳地点可能是银河系的核心,这是寻找外星智慧的相对未探索的目标。

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较旧的太空殖民数学模型试图确定文明在整个银河系中传播所需的时间。鉴于银河系的大小,大规模的银河殖民可能需要比银河系本身的年龄更长的时间。

然而,这种新模拟的一个独特之处在于它可以解释星系中恒星的运动。银河系不是静态的,正如先前模型所假设的那样,它是一个翻腾的漩涡质量体。殖民船或探测器将在自身运动的恒星之间飞行。新的模拟表明,恒星运动有助于殖民,从而对文明的传播产生扩散效应。

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该模拟基于乔纳森·卡罗尔-内伦巴克( Jonathan Carroll-Nellenback )等人之前的研究。它提出一个假设的文明可以在一个移动的星系中以亚光速传播。模拟假设一个文明使用的船只以与我们自己的航天器相当的速度(约 30 公里/秒)行驶。

当一艘船在模拟中到达一个虚拟的宜居世界时,这个世界被认为是一个殖民地,如果另一个无人居住的世界在范围内,它本身可以每 100,000 年发射另一艘飞船。

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模拟航天器的射程为 10 光年,最长旅行时间为 300,000 年。来自虚拟殖民地的技术被设定为持续 1 亿年,然后在另一个殖民地因银河运动进入范围内时有机会重新安置而消亡。

结果是戏剧性的。星系的自转产生了殖民化的波或“前沿”。一旦前沿到达银河系核心,核心的密度就会催化殖民率的快速增加。即使对航天器的速度设置了非常保守的限制,银河系的大部分地区也可能在不到 10 亿年的时间内被殖民——只是其总年龄的一小部分。

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模拟结果重申了维沙尔·盖加尔( Vishal Gajjar) 等人过去的建议。在银河系中心寻找生命迹象,不仅可以快速殖民星系中心,还可以高效使用扫描技术。

我们可以直接看到银河系的中心,该中心包含相对于我们而言最密集的空间区域。由于星系是由内而外形成的,中心充满了更古老的行星,为生命进化提供了更多的时间。

该中心还作为与银河系的中心焦点“交谈”的合乎逻辑的地方。如果你想向银河系的其他部分发出信号,你可以从中心进行,覆盖银河系的圆盘。同样,如果你想找到一个信号,你可能会寻找同一个中心。

盖加尔等人还假设,一个先进的文明也许能够利用银河系中央超大质量黑洞的能量来为银河系范围内的信号信标提供动力。

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那为什么这么安静?

尽管如此,这些都没有回答之前的问题——它们在哪里?事实上,银河系可能被殖民的速度使我们没有收到任何人的消息变得复杂。

此外,卡罗尔-内伦巴克等人提醒大家,另请注意,在殖民期间,先进文明可能会开发新的推进技术,从而缩短传播所需的时间。然而,对银河核心的初步无线电扫描还没有发现任何信号。

也许沉默本身就是一个答案。银河系如此古老,生命可以传播的时间如此之长,以至于有些人认为沉默注定了与任何人会面的希望。

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但还是有希望的!

模拟显示,尽管经过了亿万年的时间,银河系的某些部分可能永远不会安定下来。这是一个效率问题,请记住,您希望在尽可能短的范围内进行殖民。

随着时间的流逝,一些殖民地可能会因资源枯竭或灾难性事件而消亡。殖民地不会更远地进入太空,而是选择在更近的距离内重新居住在一个死去的殖民地。

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有人居住的殖民地集群形成,周围环绕着从未被殖民过的无人居住的行星。在银河系宜居世界的区域效率太低而无法殖民的情况下,实现了“稳定状态”。

还有其他的可能性来解释沉默。也许长寿文明受到可持续性的支配,其增长速度比预期的要慢。如果有多个殖民文明,它们可能是在争夺资源或彼此保持距离。

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也许文明会注意不干扰像我们这样有人居住的行星(类似于星际迷航中的首要指令),或者对其他世界面临的潜在生物不相容性持谨慎态度。所有这些可能性都可以解释为什么我们还没有遇到任何其他智慧生物。

卡罗尔-内伦巴克等人考虑一个“时间范围”——历史上的一个点,超过这个点地球将不再保留以前殖民的证据。比如说,一个银河系外星文明在数十亿年前登陆地球,存活了数千年,然后消失了。

过了这么久,几乎没有证据表明他们的存在。所以“我们”还没有遇到外星文明,但地球本身可能遇到了。

模拟表明,鉴于我们在银河系中的位置,至少有 89% 的可能性可以在没有星际飞船访问的情况下经历一百万年——这可能有足够的时间来消除先前殖民的迹象。

关键是,在银河系完全殖民或完全空无一物之间,模拟表明可能存在中间立场——对沉默的有效反应,即使没有接触,仍然为技术外星生命留下空间。

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虽然银河系的中心是 SETI 研究的理想未来领域,但银河系的其他区域也模拟了与中心相同的有利条件——球状星团。

球状星团 (GC) 是古老的大量恒星集合,它们在数万光年的距离内围绕星系中心运行。由星系合并催化的剧烈恒星形成时期的遗迹,银河系中大约有 150 个已知的 GC,年龄从 10-130 亿年不等。

GC 非常密集,恒星之间的平均距离比在银河系圆盘中发现的要近得多。在考虑星际旅行或通信时,我们通常谈论的是千年。

然而,GC 内的文明将经历恒星之间的旅行时间仅为几年,通信时间为数月甚至数周。问题是 GC 的密度可能会对行星的形成以及行星的轨道稳定性产生负面影响。

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R. Di Stefano 和 A. Ray 计算了他们所谓的“GC 宜居带”。我们通常使用术语“宜居带”来描述行星绕恒星运行以维持液态水温度所需的距离。地球位于太阳的宜居带(对我们来说是件好事)。GC 宜居带不是像行星轨道那样的二维半径,而是一个围绕星团本身中心运行的三维壳。

外壳厚度的内部开始于 GC 密度下降到太阳系可以承受附近恒星引力干扰的地方。附近恒星的引力可能会拉开行星尘埃环,从而扰乱行星的形成。另一颗在系统附近经过的恒星也可以从其母星中弹出一颗行星。

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外壳厚度的外边缘由密度变得如此低以至于恒星之间的平均距离大于 10,000 AU(AU天文单位,代表地球与太阳的距离约为 150,000 公里)所定义,10,000 AU 大约等于 2 光月。

在这一点之后,在星团中的优势——即与邻近恒星的旅行和通信时间短——就会减弱。外壳包围的区域是 Di Stefano 和 Ray 所说的 GC 殖民“甜蜜点”——靠近在一起的恒星系统促进了快速旅行/通信,但又不会太近以至于它们将彼此的系统撕裂。

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我们希望 GC 甜蜜点主要包括寿命最长的低质量恒星。巧合的是,低质量恒星也有半径最小的太阳宜居带。一颗行星越靠近其母星运行,它被另一颗恒星撕裂的可能性就越小。

GC 还经历了一种称为“质量隔离”的现象,其中质量最大的恒星——因此最不适合在星团中居住——发现自己被引力吸引到了中心。这种分离然后自然地将集群从核心到外围从最少选择系统到最佳选择系统进行排序。

结果是有利的。在一个接近 100,000 个太阳质量的假设 GC 中,最佳点包括星团中 40% 的 G 星(像我们自己的太阳一样的黄矮星)和 15% 的 K 和 M 星(橙色和红矮星)。

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由于行星从星团中的所有恒星接收的综合环境能量,甚至有可能从系统中弹出的行星仍然可以承载一个文明——特别是如果该文明拥有先进的太阳能捕获技术。这是一个自由漂浮的外星人世界。

抛开数字,Di Stefano 和 Ray 认为,即使只有 10% 的 GC 恒星拥有宜居行星,其中 1% 支持智慧生命,并且其中 1% 拥有交流文明,但至少在银河系中GC每个地区都可能存在一个交流文明。

分配给银河系本身的类似变量——恒星密度要低得多——将导致……一个交流文明(可能是我们)。将百分比更改为稍微不那么保守将意味着在漫反射盘中可能存在更多文明,但它们之间的距离将超过 300 光年。

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如果您位于 GC 中,您可以尝试与遥远的银河系圆盘通信。不幸的是,我们还没有找到任何直接证据表明行星甚至存在于 GC 中。我们寻找系外行星的技术受到 GC 的距离和密度的影响。但这不排除这种可能。如果一个文明确实存在于 GC 中,并且可以快速访问数千颗恒星,Di Stefano 和 Ray 说这个文明本质上将是“不朽的”。

我们实际上已经向 GC 发送了一条消息——美丽的 M13 大力神球状星团。该星团位于大力神星座,距离我们 22,000 光年,直径为 145 光年,由大约 100,000 颗恒星组成。

1974 年,阿雷西博射电望远镜 (RIP) 向 M13 发送了一条消息。该消息包含数字 1 到 10、DNA 的化合物、人类图形、太阳系图形和射电望远镜本身的图形。总播放时间为 3 分钟。还有几千年才能到达那里。

当它到达 M13 时,可能无法辨别低分辨率消息。但也许有一天我们会接触到一个跨越星系的文明。或者,也许我们会成为一个跨越星系的文明。

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