物理学家认为,外星文明会围绕白矮星戴森球活动
来源:天文在线
发布时间:2024-04-23
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这就是我们应该寻找它们的地方。

星系中戴森球的 3D 渲染。图片来源:Marc Ward/Stocktrek Images/Getty Images)

到目前为止,还没有人在宇宙其他地方找到智慧外星人的证据。但如果它们确实存在,它们可能会在戴森球上闲逛,这些星球是散布在整个银河系中的被称为白矮星的类太阳恒星,一篇新论文认为。

这就是我们应该专注于寻找外星人的地方,该研究的共同作者,加州大学洛杉矶分校物理学和天文学名誉教授Ben Zuckerman在一封电子邮件中告诉Live Science。

他说,根据搜索结果,天文学家可以估计银河系中潜伏着多少先进文明。

文明万岁

任何先进的文明都需要能源:食物、交通、冲突、舒适和便利。根据《世界统计》的数据,目前,地球上的78亿人每年使用约5.8亿焦耳的能源,相当于近140亿吨石油的能源输出。事实上,几乎所有人类能源都来自化石燃料,因为我们缺乏依赖太阳系中最大的能量来源——太阳的技术知识。

如果人类用太阳能电池板覆盖地球表面的每一平方英寸,每秒将产生超过1,017焦耳的能量。这仍然会失去太阳辐射的大部分能量,大约每秒1,026焦耳。

这就是戴森球背后的动机,戴森球以著名物理学家弗里曼·戴森的名字命名,他在1960年提出了这个想法。如果一个先进的文明真的想利用他们家乡恒星的惊人能量输出,他们必须建造巨型结构来捕捉它,至少捕获一些恒星的光线,并将这些能量转化为其他有用的东西。由于稳定性问题,戴森最初提出的固体球体(具有100%的太阳覆盖率)是行不通的,因为不可能将恒星保持在中心,并且由于极端的潮汐和旋转应力,整个球体会解体。即便如此,也很容易想象成一个先进的物种建造环,或成群的巨大太阳能电池板覆盖的结构。

Failed start-ups启动失败

但是,无论一个物种多么先进,他们建造了多少戴森球状物体,他们都必须面对每个恒星都有有限寿命的事实。如果一个文明围绕着一颗典型的类太阳恒星出现,那么有一天这颗恒星会变成一颗红巨星,最后留下一颗凉爽的白矮星。这个过程先是炙烤星系内的行星,当白矮星冷却后,再冻结靠外的行星。

因此,留在行星表面不是一个可行的长期选择。这意味着任何外星人都可以收拾行装离开,找到一个新的系统建造家园,或者建造一系列栖息地,从白矮星那里收集剩余的能量。

白矮星的强大引力正在将其邻居扭曲成泪滴状。如果外星人存在,他们可能围绕这样的戴森白矮星活动,一位物理学家认为。(Image credit: University of Warwick/Mark Garlick图片来源:华威大学/马克·加里克)

根据朱克曼撰写的一篇新论文,该论文于五月被接受发表在《皇家天文学会月刊》杂志上,外星文明似乎不太可能选择为了建造戴森球而前往新的恒星。因此,他们只会在他们的家乡恒星周围建造这些巨型结构,虽然这些恒星最终会变成白矮星。

这使得科学家能够在恒星寿命和戴森球的流行之间建立直接联系。因此,朱克曼推断,如果天文学家在白矮星周围寻找戴森球并空无一人,这可以帮助估计银河系中可能存在多少先进文明。以下是逻辑的工作原理:天文学家只需测量银河系中所有白矮星的一小部分,如果有足够多的外星人决定在他们的白矮星家园周围建造戴森球,那么我们应该在我们的调查中看到至少一个戴森球。如果我们根本没有看到任何一个,那么这就为围绕白矮星建造戴森球体的外星文明数量设定了上限。当然,可能会有外星人决定不建造戴森球,或者外星人围绕其他类型的恒星建造球体,但朱克曼认为,在银河系的年龄中,先进文明最有可能的结果是在他们的白矮星周围建造一个戴森球,所以我们应该把搜索重点放在那个方向。

放眼长远

但是,这种搜索并不容易。

“如果确实存在戴森球,它们可能很难找到,因为必须搜索的恒星太多了,”扎克曼在给Live Science的电子邮件中指出,并补充说,“与它所围绕的恒星相比,戴森球的信号可能非常微弱。

这个信号到底是什么?

白矮星周围存在戴森球(或环或群)将产生两种影响。如果它足够大或足够接近恒星,它将阻挡到达地球的光线,就像凌日系外行星一样。但这样的戴森球也可能增加来自红外辐射的信号。巨型结构将吸收白矮星的辐射,并将能量转化为其他东西。由于没有转换是100%有效的,因此此过程将留下一些余热,这些余热会以红外光的形式逸出。

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令人惊讶的是,我们已经发现了许多具有过量红外发射的白矮星,但根据研究论文,这是由于这些系统中的尘埃,而不是巨型结构。

现有的白矮星调查没有发现任何戴森球的证据。考虑到我们预计居住在银河系中的白矮星总数,朱克曼估计,围绕类太阳恒星的宜居行星中,不超过3%的可居住行星会产生一个文明,该文明会选择在他们的白矮星周围建造戴森球。然而,研究人员总结说,类太阳恒星周围有如此多的行星,以至于这一计算只提供了银河系中900万个潜在的白矮星球体构建文明的上限。

然而,最终没有人知道银河系中可能有多少先进文明,如果有的话,朱克曼说。

“包括我在内的一些天文学家认为技术生命可能非常罕见,”朱克曼说。“事实上,我们甚至可能拥有银河系中最先进的技术。但没有人知道,所以值得寻找证据。”

本文最初发表于Live Science。

BY:Paul Sutter

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