外星文明的地理位置可能至关重要

它们的经济和命运可能取决于相对附近的中子星合并中产生的黄金和铀的丰度

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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


天文学家最近确定,黄金和铀等稀有元素是在两颗中子星合并过程中快速捕获自由中子产生的。中子星是已知最致密的恒星,大小如城市(12公里),质量可达太阳的两倍,密度与原子核相当。一茶匙中子星物质重达万亿公斤,相当于地球上的一座高山。

去年夏天,激光干涉引力波天文台(LIGO)实验探测到时空中的涟漪(所谓的引力波),这些涟漪是由遥远星系中两颗中子星合并产生的。合并后发出的光提供了证据,表明少量富含中子的物质被喷射到太空,并转化为黄金或铀等元素。这种合并的预期速率可以解释星系中这些元素的平均丰度。

但是,中子星碰撞极其罕见,因此,只要随后的混合过程不完全,黄金或铀的丰度预计在任何给定星系的空间和时间范围内都会有很大差异。事实上,对银河系恒星的光谱研究揭示了它们所含铕(一种相关的重元素)的丰度存在很大差异。在这种情况下,人们不禁想知道,银河系外文明的历史将如何被它们与最近的中子星合并事件的距离所塑造。


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想象一下,一个地球外(E.T.)文明居住在一个铀含量相对于地球而言匮乏的行星表面。这样的文明不太可能发展核武器,也不太可能通过核战争自我毁灭。黄金丰度较低会使这种元素更加珍贵,并对E.T.经济产生重大影响。因此,E.T.文明的经济和寿命将在一定程度上取决于它与最近的中子星合并事件的距离。

毫无疑问,宇宙邻域对于塑造文明的生活至关重要。例如,比邻星b是环绕离太阳最近的恒星——比邻星运行的行星。即使这颗行星距离我们仅4.2光年,比邻星b上的任何生命形式都必须经历与我们截然不同的生活。由于其宿主恒星黯淡(质量是太阳的12%,亮度是太阳的0.2%),围绕它的宜居带(比邻星b所处的位置)比地球到太阳的距离近20倍。鉴于这种接近程度,这颗行星很可能被潮汐锁定,在每11.2天(而不是365天)绕恒星运行时,始终以同一面朝向恒星。因此,比邻星b很可能拥有一个永久炎热的白天侧和一个永久寒冷的夜晚侧。如果这颗行星被大气层覆盖,它将表现出强烈的风,并且由于其与比邻星的近距离,强大的恒星风和恒星耀斑的变化将导致其天气波动。

这种情况可能会促使文明开发围绕矮星的保护技术。例如,通过用光伏电池覆盖永久白天侧,E.T.可以转移电力来加热和照亮其行星原本寒冷和黑暗的夜晚侧。同样,人工构建的磁环可以保护行星免受恒星耀斑中高能粒子的侵害。

银河系生命的质量也应取决于与银河系中心的距离。如果我们离银河系中心近10倍,那么那里超大质量黑洞人马座A*(或Sgr A*,符号发音为“星”)的明亮耀斑(质量为太阳的四百万倍)将剥离地球的大气层。从积极的一面来看,这样的耀斑也可能将迷你海王星转变为地球,增加宜居行星的丰度。

在遥远的未来,一旦我们开发出将我们的文明运送到另一颗行星的技术,我们将面临居住在哪颗行星的困境。我12岁的女儿告诉我,她会在比邻星b上买两栋房子,一栋在永久夜晚侧睡觉,第二栋在永久日落带度假。

而且她可能不会孤单。潮汐锁定的系外行星的永久日落带的房地产价值必然达到顶峰。如果您不相信我,请向最近的银河系房地产经纪人核实一下。

参考文献

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Loeb, A. 2017, “在星际之间寻找生命”, PEN: Science & Technology 24, (Profile 1-4)。

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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