戴森球:宇宙中隱藏的超級文明的標誌

外星人在哪裡? 幾十年來,SETI(搜尋地外文明)的人一直在仔細觀察天空,尋找證據,看看宇宙裡除了人類以外還有沒有其他生命。除了一些神秘的信號(最著名的是1977年探測到的“哇!信號”),這項搜尋基本上沒有什麼收穫。

如果有智能生命存在,它們在哪裡?爲什麼我們收不到它們的無線電信號?它們能收到我們的嗎?如果它們真的在那裡,難道是我們沒有在正確的地方尋找嗎?有沒有可能我們已經發現了外星生命的信號,但是卻沒有認出它們的真實面目?

回答這些問題的一個方法可能是戴森球。

如果你對科幻不太熟悉,那麼我來告訴你,“戴森球”是一個假想的巨型太陽能板組合,它會包圍一個恆星,收集大量的恆星能量輸出。我們都知道,恆星放出了很多能量。因此,任何一個智能文明(見:超級智能文明)如果能夠建造一個戴森球,就可能得到它所需要的所有能量。

很可能,一個高度發達的社會會是一個高度發達的技術文明。我們不確定這一點,但這是一個合理的假設,因爲你需要技術才能離開你自己的星球。

爲此,這個社會會嚴重依賴能源,就像我們一樣。而戴森球似乎是這樣文明的最合理的終點。這是因爲戴森球(理論上)不會有其他能源生產方式所具有的污染物。

不會有化石燃料產生的煙霧、溫室氣體、採礦造成的棲息地破壞和核泄漏。因爲有了所有這些好處,馬西認爲戴森球是大多數技術先進社會的發展方向。所以,在尋找外星生命時,尋找戴森球是有意義的。

然而,如果一個戴森球完全包圍了一個恆星,吸收了所有的能量輸出(意味着幾乎沒有光逃逸出來),我們該如何找到它呢?

恆星除了發出可見光之外,還發出了其他很多東西;熱量就是其中之一。哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡都配備了一些工具,可以捕捉紫外光、紅外線和X射線……以及可見光(顯然)。

如果我們發現了一個使用戴森球的宇宙區域,我們可能會看到類似於一個黑體物體,在遠紅外波長10微米左右輻射。一個完美的黑體是一個理論上的構造,它在其他方面,是一個完美的吸收體(意味着它完美地平等地吸收所有波長)。

它什麼都不反射。

一個戴森球,它的目的是吸收一個恆星的所有光,就是(本質上)一個黑體。然而,如果這些完美的吸收體只是不斷地吸收周圍的一切,它們就會變得越來越熱,最終它們會無限熱。這是不可能發生的,這就是爲什麼一個完美的黑體只是一個理論上的構造。

實際上,黑體(非完美的那種)只是根據它們的溫度來發射。當然,這意味着黑體實際上並不是黑色的。事實上,恆星也不是一個完美的黑體,但它很接近,因爲任何擊中恆星的光子都會被完全吸收,而恆星表面的發射主要取決於它的溫度。但恆星不是黑色的;你能看到它們。

宇宙中的所有物質都以某種形式的光發光,從伽馬射線到無線電波。有些種類的輻射比其他的更多,宇宙中更多的東西在無線電或紅外區域達到峰值,而不是伽馬射線光。因爲我們的眼睛生物上對這些光不敏感,所以我們看不到任何東西。

但是當一些東西在可見光波長達到峰值時,我們的眼睛就會被刺激,我們就會把這種輻射視爲一種光的顏色,波長較長的是紅色光,波長較短的是紫色光。這都取決於物體的溫度,這種現象叫做“黑體輻射”,而顯示一個物體的黑體輻射在哪裡達到峰值的圖表叫做“黑體曲線”。

所以正如前面提到的,如果我們探測到一個戴森球,恆星會以一個黑體光譜發出光,被戴森球捕獲,並在遠紅外波長10微米左右釋放出來,在1 AU(太陽到地球的平均距離)的距離。該區域的黑體溫度大約是100到600開爾文,對於一個完整或部分的戴森球來說。

現在,探測到我們銀河系中有上述特徵的區域並不一定意味着有一個外星種族正在使用戴森球,但它會有一些有趣的含義。

最主要的一點是,我們需要打開我們的思維,採取一種非傳統的方法來尋找地外智能。到目前爲止,我們使用的方法沒有給我們帶來任何東西。也許我們迫切需要改變我們對外星智能可能是什麼樣子的想法?如果我們找到了它們,它們可能不會符合我們對它們的先入之見。那可能最終會成爲我們的失敗。