银河系不存在高级文明的证据

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发布于2023-07-12

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银河系这么多星球存在高级地外文明吗？今年早些时候，对10万个星系的扫描没有发现外星巨型文明的标志，打碎了渴望与外星人亲密接触的希望。数据的后续分析表明，它比我们想象的更糟，结论为在本地宇宙中不存在先进的跨星系文明。

“戴森式SETI”是用所谓的卡尔达肖夫尺度作为指导，通过搜查天文数据寻找先进文明的证据——不只是在我们银河系中，而是在可见宇宙的星系中。(虽然纯粹是假设，这一尺度是根据其能源消耗对外星文明先进程度进行分类的一个方便的指标。)

我们可以使用来自地面和空间望远镜的大量存储观测数据来做这项工作，而我们并不总是需要新仪器或者甚至是新观察，用戴森式SETI我们可以深入我们日益丰富的数字资产。宾州州立大学的Jason Wright及其同事Matthew Povich和Steinn Sigurðsson已在进行外星技术热量扫视(G-HAT)项目，它扫描来自广域红外线巡天探测卫星(WISE)任务和斯皮策太空望远镜的红外数据。

显然是空的

去年四月，G-HAT产生出一篇论文，发现在十万个星系中，只有少数星系有高于预期的中红外水平。当然，可能有自然过程起作用，模仿会被视为先进文明的废热，一个卡尔达肖夫III型文明能利用其整个星系的能源。尽管这样说，以Wright的话说，这表明“WISE能看到足够细节的10万个星系中，没有一个是被能够为其自己目的利用其星系大部分星光的外星文明所广泛占据的。”

这本身是一个令人着迷的发现，因为我们在处理一个亿万年古老星系的大样本。卡尔达肖夫模型从能够利用其恒星全部能量输出的II型转向能够利用整个星系的光能的III型，如果我们假定有着朝向更大能量利用能力的进步，那么时间足够III型文明出现了。那些有着高于预期的中红外特征的有趣的星系会得到更多研究，但目前的结果看来很严峻。研究过的星系中没有一个显示出将其星光的85%或更多再处理为中红外的文明的迹象。

扫描候选星系

但我们继续寻找，而G-HAT里那些少数异常星系仍然需要解释。Michael Garrett是ASTRON(荷兰射电天文学研究所)的科学主任，他研究了来自G-HAT最近论文的93个候选星系的数据。这些是中红外值偏离常规足够引起注意的星系。G-HAT论文(第一作者Roger Griffith)称它们为“……本地宇宙卡尔达肖夫III型文明的最佳候选。”

卡尔达肖夫分类法所检验的星系恒星能量供应约为1038瓦，其废热能量预期以中红外(MIR)波长辐射出去，这意味着其温度介于100K至600K。Garrett的新论文指出，G-HAT发现的93个来源——如果其辐射测量值被解读为废热——将包括再处理其星光25%以上的星系。但我们可以作出这样的解释吗？Garrett补充说，这种中红外发射可以通过很多种完全天然的天体物理过程发展而来。

“自然热源”

为了确定真正发生了的什么事情，Garrett依赖一种称为红外无线电相关的关系，该论文称之为拥有各种不同红移和覆盖至少五个亮度数量级的星系的“基本关系”。论文指出，它一直延伸到远红外/中红外和亚毫米波领域。红外线和无线电波之间的紧密相关性最初是从1983年发射的IRAS(红外天文卫星)任务的数据中发现的。而作为一种诊断工具，它将我们带进了有趣的领域，论文指出：

紧密相关性的的物理解释是，非热无线电发射和热红外发射两者都与大质量恒星形成驱动的机制相关。对于中红外发射大部分与废热过程相关的星系，没有明显理由人造无线电发射会被类似地增强。虽然连续无线电发射水平可能会通过使用先进通信系统而增加，在无线电领域沉淀的余能应该比在中红外波段预期的小许多数量级。

可能的解释是，在中红外波段的过量辐射是由于自然热源，而不是一个巨型文明在做自己事情排出的热量。Garrett直言不讳：“宾州州立大学的最初研究已经告诉我们这样的系统非常罕见，但新的分析表明，这可能还是轻描淡写，先进的卡尔达肖夫III型文明在本地宇宙中基本不存在。”

“不能排除”先进的外星人

在今早一封邮件中，我让Jason Wright审阅今天的帖子，他说Garrett的研究是G-HAT团队所希望的那种，用其他方法调查可能是什么引起星系异常。他还指出，即使有这样的信息，我们还不能绝对排除K-III：

“卡尔达肖夫的原始研究路线是估计一个KIII传输能在地球上被检测到的无线电波可以用到的功率。确定这些星系的无线电亮度在某种方式上与其中红外相关这一点是很好的信息，但这并不排除任何东西(正如预期，他们似乎符合星暴，但它们与KIII也不矛盾)。另一方面，我没有理由认为，来自通信泄漏的明亮射电辐射会遵循星暴的中红外-无线电相关性(否则就太巧了！)”

或者一个卡尔达肖夫III型文明足够先进，以致它以超出我们理解的方式产生较低余热排放？无论哪种情况，论文补充说，相关性方法可以扩展到在我们自己或邻近星系中搜索卡尔达肖夫II型文明：

……应该指出的是，已知红外-无线电相关在亚星系尺度也适用。在千秒差距尺度上比较邻近星系的中红外和无线电成像也能适用于识别来自位于II型和III型之间的先进文明的人造中红外发射。虽然Wright等人提出III型文明应该从II型中快速出现，但有可能一些特定星系位置有偏好——比如最好避开星系中心。因此比较无线电和中红外成像对于未来搜索与先进文明关联的废热也是相关的。

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