為我們寒冷的宇宙未來尋找燃料

隨著暗能量加速宇宙膨脹,文明很可能會遷移到富饒的星系團中

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宇宙加速膨脹正以越來越快的速度將資源推離我們。一旦宇宙的年齡增長10倍,我們 Local Group 星系群之外的所有恆星都將無法觸及,因為它們將以超過光速的速度遠離我們。我們能做些什麼來避免這種宇宙命運嗎?

遵循伊索寓言《螞蟻和蚱蜢》的教訓,明智的做法是在為時已晚之前儘可能多地收集燃料,以便在等待我們的寒冷宇宙冬天中保持溫暖。此外,與儘可能多的外星文明為伴對我們有益,我們可以與他們分享技術,就像動物透過聚整合大群而感到力量一樣。

在撰寫了幾篇關於我們長期未來預期中黯淡的宇宙孤立的論文(它們此處此處此處此處出現)之後,我在2011年收到了弗里曼·戴森的一封樂觀的電子郵件,他在郵件中建議考慮一個宏大的“宇宙工程”專案,在該專案中,我們(如果存在併合作,則與任何鄰近的文明合作)將把我們周圍大範圍區域的物質集中到一個足夠小的體積,使其保持自身引力的束縛,而不會隨著宇宙的其餘部分膨脹。


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Dan Hooper 最近也討論過一個類似的想法,他建議利用類太陽恆星的能量輸出來將它們集中在數千萬光年的範圍內。不幸的是,較小的恆星無法產生足夠的能量來快速穿越如此遠的距離。但是這種方法還有其他限制。首先,我們不知道任何能夠移動恆星的技術,而且類太陽恆星只能發光約 100 億年(與宇宙當前年齡相當),並且不能充當使我們在遙遠未來保持溫暖的核爐。

幸運的是,大自然對我們很仁慈,因為它自發地孕育了我們渴望透過人工手段收集的同樣巨大的燃料庫。來自早期宇宙的原始密度擾動導致了數千萬光年大小區域的引力坍縮,將其中所有物質組裝成星系團——每個星系團都包含相當於一千個銀河系。

因此,先進的文明不需要像戴森和 Hooper 建議的那樣開展巨型建設專案,而只需要將自己推進到最近的星系團,並利用星系團的資源作為其未來繁榮的燃料。離我們最近的星系團是室女座星系團,其中心距離約為 5000 萬光年。另一個巨大的星系團,后髮座星系團,距離是其六倍。

由於上述原因,宇宙中各處的先進文明可能已經在最近的宇宙歷史中遷移到星系團,類似於古代文明向河流或湖泊的遷移。一旦在一個星系團中定居下來,一個文明就可以從一顆恆星跳到另一顆恆星,並像蝴蝶在花叢中尋找花蜜一樣收穫它們的能量輸出。

自然產生的星系團的額外好處是它們包含所有質量的恆星,很像一個宇宙袋,收集了來自其環境的一切。最常見的恆星質量是太陽的十分之一,但由於它們以較慢的速度燃燒燃料,預計發光時間是太陽的一千倍。因此,它們可以讓文明在未來長達 10 萬億年的時間裡保持溫暖。最近的矮星例子,如比鄰星或 TRAPPIST-1,已知它們周圍存在宜居的地球大小的行星,這意味著這些豐富的恆星為依賴液態水的文明提供了有吸引力的停靠點。

那裡有很多先進的文明嗎?宇宙的謙遜會暗示肯定的答案,只要這些文明不會太快地自我毀滅(在這種情況下,達爾文進化論會偏愛那些足夠聰明以維持長壽的文明)。當他們的宇宙飛船集體蜂擁前往星系團時,我們能看到他們在宇宙網路中長途跋涉的跡象嗎?可能不會,除非他們產生強大的光信標(用於透過光帆推進或用於通訊),這些信標在廣闊的宇宙尺度上是可探測的

一些幸運的文明誕生於星系團中,並繼承了周圍的資源,而無需旅行。其他文明能否發展出能夠使他們足夠快地到達最近的星系團的技術?為了在宇宙年齡內穿越一億光年,他們的宇宙飛船需要超過光速的百分之一。

這比我們文明迄今為止發射到太空的所有化學火箭的速度快一百多倍。“突破攝星”計劃是第一個資金充足的嘗試,旨在開發將宇宙飛船推進到接近光速的技術。如果成功,我們的文明可以考慮未來前往室女座或后髮座星系團的旅程。

這將是一項令人印象深刻的長期規劃壯舉。當觀看數十億年前的相簿時,我們的後代可能會回憶起他們早期的技術文明在銀河系中度過的早期千年。到那時,那個誕生地將以越來越快的速度遠離他們,直到它的影像永遠凍結和消逝。

Avi Loeb is the head of the Galileo Project, director of the Institute for Theory and Computation at the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, founding director of Harvard University’s Black Hole Initiative, and the former chair of the Harvard astronomy department (2011-2020). He is a former member of the President’s Council of Advisors on Science and Technology and a former chair of the Board on Physics and Astronomy of the National Academies. He has published more than a thousand peer-reviewed papers and is the bestselling author of Extraterrestrial and Interstellar and a co-author of the textbooks Life in the Cosmos and The First Galaxies in the Universe.

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