进化在地球上产生了各种各样的生命形式。巧的是,会说话、拇指对生的灵长类动物上升到了顶端,正在建立一个太空文明。我们是陆地居民。但是,其他星球呢?如果海洋世界的优势物种建立了某种技术文明,他们能够逃离海洋家园并探索太空吗?

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《英国行星际学会杂志》(Journal of the British Interplanetary Society)上的一篇新文章研究了其他星球上存在文明的想法,以及控制它们探索太阳系能力的因素。它的标题是“介绍系外行星逃逸因子和鱼缸世界(寻找外星文明的两个概念工具)”。唯一的作者是埃利奥·奎罗加(Elio Quiroga),他是西班牙大西洋欧洲大学的教授。

我们没有办法知道其他地外智慧生物(ETI)是否存在。至少其他文明存在的可能性是存在的,我们当然不能肯定地说它们不存在。德雷克方程是我们用来讨论地外文明是否存在的工具之一。这是一种以方程式形式进行的结构化思维实验,它让我们能够估计其他活跃的、有交流能力的外星生物的存在。德雷克方程(DE)中的一些变量是恒星形成速率,这些恒星周围的行星数量,以及可能形成生命的行星比例,以及生命可能进化成外星智慧生物的行星比例。

在埃利奥·奎罗加的新研究文章中,他提出了两个新概念:系外行星逃逸因子和鱼缸世界。

不同质量的行星有不同的逃逸速度。地球的逃逸速度是11.2公里/秒(千米/秒),也就是超过4万公里/小时。逃逸速度是针对没有推进力的弹道物体的,所以我们的火箭实际上不会达到40000公里/小时。但是逃逸速度对于比较不同的行星很有用,因为它与所使用的飞行器和它的推进力无关。

“因此,情况可能是,由于物理上的不可能,这些行星上的智能物种永远无法进入太空。”

超级地球有更大的质量和更高的逃逸速度。虽然超级地球的质量没有确切的定义,但许多来源使用10个地球质量的上限来定义它们。所以,当谈到太空旅行时,超级地球上的外星智慧生物将面临与我们在地球上不同的条件。

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在这项工作中,埃利奥·奎罗加实现了系外行星逃逸因子(Fex)和系外行星逃逸速度(Vex)。通过对它们的研究,他得到了一些已知系外行星的逃逸速度样本。请注意,行星的组成并不重要,重要的是它们的质量。

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埃利奥·奎罗加指出,一颗Fex值<0.4的行星无论如何都很难留住任何大气层,这使得生命不太可能存在。相反,Fex值>2.2将使太空旅行变得不可能。Fex > 2.2的值将使外行星上的居民不太可能进行太空旅行:他们将无法使用任何可想象的燃料离开地球,也没有可行的火箭结构承受这个过程中所涉及的压力,至少用我们所知道的材料是这样的(据我们所知,相同的元素周期表和它们的相同组合统治着整个宇宙)。

奎罗加写道:“因此,这些行星上的智慧物种可能永远无法进入太空,这完全是物理上的不可能。”事实上,他们可能从来没有想过任何形式的太空旅行。谁知道呢?

当然,太空探索不是一条单行道。宇航员必须从太空返回,而行星的质量也会影响这一点。在一个比地球大十倍的超级地球上,再入大气层也有它自己的困难。大气密度也起着一定的作用。航天器在重返大气层时需要控制速度和摩擦加热,这在质量更大的行星上更难做到,就像逃逸一样。

奎罗加还谈到了“鱼缸世界”的想法。这些是Fex 2.2以上的行星,从物理上讲是不可能逃离的。在鱼缸世界里,智慧物种的生活会是怎样的呢?

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在他的研究文章中,奎罗加邀请我们以科幻小说的方式进行推测。想象一个海洋世界,那里住着一个智能物种。在流体的环境中,没有辅助的通信比在地球这样的大气层中传播得更远。没有辅助的信号可以传播数百公里。在这样的环境中,“……个人之间的交流是可行的,不需要通信设备,”奎罗加解释说。因此,发展通信技术的动力可能并不存在。在这种情况下,技术可能还没有发展,文明可能根本不被认为是“交流的”,这是定义ETI的关键之一。

“电信技术可能永远不会出现在这样一个世界上,即使它可能是一个完全发达的文明的家园,”奎罗加写道。“这样的文明不会‘交流’,也不会出现在德雷克方程中。”

其他情况也可能会有效地将文明困在他们的母星上。在一个有连续的、不间断的云层覆盖的星球上,星空是永远看不见的。这对一个文明有什么影响?如果你看不见星星,也不知道它们的存在,你会对星星感到好奇吗?当然不会。在没有夜间的双星系统中也有类似的情况。星星永远不会被看见,也永远不会成为物体和奇迹的源泉。

海洋世界也呈现出类似的难题。在海洋世界或卫星上,有温暖的海洋和几公里厚的冰冻冰层,任何居民对他们所居住的宇宙的视野都非常有限。很难想象一个科技文明产生于几公里厚冰层下的海洋。但我们无法判断这是否可能。

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奎罗加的系外行星逃逸因子(Fex)可以帮助我们想象什么样的世界可以容纳外星生命。它可以帮助我们预测阻止或至少抑制太空旅行的因素,并使德雷克方程变得更加复杂。这让我们想到了“鱼缸世界”,一个无法逃脱的星球,可以让一个文明永远束缚在这个星球上。

没有能力逃离他们的星球,探索他们的太阳系,没有能力与他们的世界以外的人交流,整个文明的兴衰会不知道他们是宇宙的一部分吗?它会不会就在我们眼皮底下发生,而我们却永远不知道?

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