本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
宇宙加速膨胀正以越来越快的速度将资源推离我们。一旦宇宙的年龄增长10倍,我们 Local Group 星系群之外的所有恒星都将无法触及,因为它们将以超过光速的速度远离我们。我们能做些什么来避免这种宇宙命运吗?
遵循伊索寓言《蚂蚁和蚱蜢》的教训,明智的做法是在为时已晚之前尽可能多地收集燃料,以便在等待我们的寒冷宇宙冬天中保持温暖。此外,与尽可能多的外星文明为伴对我们有益,我们可以与他们分享技术,就像动物通过聚集成大群而感到力量一样。
在撰写了几篇关于我们长期未来预期中黯淡的宇宙孤立的论文(它们此处、此处、此处和此处出现)之后,我在2011年收到了弗里曼·戴森的一封乐观的电子邮件,他在邮件中建议考虑一个宏大的“宇宙工程”项目,在该项目中,我们(如果存在并合作,则与任何邻近的文明合作)将把我们周围大范围区域的物质集中到一个足够小的体积,使其保持自身引力的束缚,而不会随着宇宙的其余部分膨胀。
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Dan Hooper 最近也讨论过一个类似的想法,他建议利用类太阳恒星的能量输出来将它们集中在数千万光年的范围内。不幸的是,较小的恒星无法产生足够的能量来快速穿越如此远的距离。但是这种方法还有其他限制。首先,我们不知道任何能够移动恒星的技术,而且类太阳恒星只能发光约 100 亿年(与宇宙当前年龄相当),并且不能充当使我们在遥远未来保持温暖的核炉。
幸运的是,大自然对我们很仁慈,因为它自发地孕育了我们渴望通过人工手段收集的同样巨大的燃料库。来自早期宇宙的原始密度扰动导致了数千万光年大小区域的引力坍缩,将其中所有物质组装成星系团——每个星系团都包含相当于一千个银河系。
因此,先进的文明不需要像戴森和 Hooper 建议的那样开展巨型建设项目,而只需要将自己推进到最近的星系团,并利用星系团的资源作为其未来繁荣的燃料。离我们最近的星系团是室女座星系团,其中心距离约为 5000 万光年。另一个巨大的星系团,后发座星系团,距离是其六倍。
由于上述原因,宇宙中各处的先进文明可能已经在最近的宇宙历史中迁移到星系团,类似于古代文明向河流或湖泊的迁移。一旦在一个星系团中定居下来,一个文明就可以从一颗恒星跳到另一颗恒星,并像蝴蝶在花丛中寻找花蜜一样收获它们的能量输出。
自然产生的星系团的额外好处是它们包含所有质量的恒星,很像一个宇宙袋,收集了来自其环境的一切。最常见的恒星质量是太阳的十分之一,但由于它们以较慢的速度燃烧燃料,预计发光时间是太阳的一千倍。因此,它们可以让文明在未来长达 10 万亿年的时间里保持温暖。最近的矮星例子,如比邻星或 TRAPPIST-1,已知它们周围存在宜居的地球大小的行星,这意味着这些丰富的恒星为依赖液态水的文明提供了有吸引力的停靠点。
那里有很多先进的文明吗?宇宙的谦逊会暗示肯定的答案,只要这些文明不会太快地自我毁灭(在这种情况下,达尔文进化论会偏爱那些足够聪明以维持长寿的文明)。当他们的宇宙飞船集体蜂拥前往星系团时,我们能看到他们在宇宙网络中长途跋涉的迹象吗?可能不会,除非他们产生强大的光信标(用于通过光帆推进或用于通信),这些信标在广阔的宇宙尺度上是可探测的。
一些幸运的文明诞生于星系团中,并继承了周围的资源,而无需旅行。其他文明能否发展出能够使他们足够快地到达最近的星系团的技术?为了在宇宙年龄内穿越一亿光年,他们的宇宙飞船需要超过光速的百分之一。
这比我们文明迄今为止发射到太空的所有化学火箭的速度快一百多倍。“突破摄星”计划是第一个资金充足的尝试,旨在开发将宇宙飞船推进到接近光速的技术。如果成功,我们的文明可以考虑未来前往室女座或后发座星系团的旅程。
这将是一项令人印象深刻的长期规划壮举。当观看数十亿年前的相册时,我们的后代可能会回忆起他们早期的技术文明在银河系中度过的早期千年。到那时,那个诞生地将以越来越快的速度远离他们,直到它的图像永远冻结和消逝。