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外星人會用黑洞驅動飛船? 不慌!我們有伽瑪射線望遠鏡

3月
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2019

2019年3月12日23時 博科園

博科園

科學家普遍認為很多地外文明的歷史要比人類更為久遠,科技發達程度也遠超人類。先進的外星文明可能利用黑洞產生的輻射,驅動他們的星際飛船。最近,堪薩斯大學數學家劉易斯·克拉納針對這一假設發表論文指出,我們可以利用伽瑪射線望遠鏡搜尋高度發達的外星文明。

黑洞星艦藝術概念圖

在搜尋地外文明潛在信號過程中,科學家必須跳出盒子思考或者說必須具有創造性思維。科學家普遍認為很多地外文明的歷史要比人類更為久遠,科技先進程度也遠超人類。因此,地外文明搜尋人員必須思考更先進的物種會做出怎樣的舉動。

一種非常激進的觀點認為,先進的外星文明能夠利用黑洞產生的輻射(霍金輻射),驅動他們的星際飛船。在最近的一篇論文中,堪薩斯大學數學家劉易斯·克拉納闡述了如何利用伽瑪射線望遠鏡搜尋相關證據,證明存在微型人造黑洞驅動的星際飛船。

藝術概念圖,銀河系中央的超大質量黑洞

他的研究論文《利用伽瑪射線望遠鏡搜尋地外文明》於最近現身網絡。這是克拉納關於這一課題的第二篇論文。他的第一篇論文《黑洞動力飛船有可能嗎?》與堪薩斯大學物理學系研究生肖恩·莫萊蘭德合著,於2009年發表。

在第一篇論文中,克拉納和莫萊蘭德分析了利用人造黑洞霍金輻射的可能性。他們認為這種可能性是存在的,但不可知的量子引力影響會帶來麻煩。在最新的論文中,克拉納又往前邁進一步,描述這種系統產生的伽瑪射線如何用於幫助搜尋地外文明。

黑洞藝術概念圖

在1975年作品《帝國地球》中,著名科幻小說作者亞瑟·克拉克首次構想由黑洞驅動的飛船。在1978年短篇小說《Killing Vector》中,查爾斯·謝菲爾德也提出了類似的設想。兩部小說中,克拉克和謝菲爾德描繪了先進的外星文明如何獲取旋轉黑洞的能量,以滿足他們的能源需求。

毫無疑問,利用黑洞驅動飛船具有巨大優勢。克拉納在接受「今日宇宙」網站採訪時指出:「先進的外星文明一定希望利用微型黑洞釋放的能量,因為只需往黑洞扔物質,黑洞就會源源不斷地向外釋放能量。這無疑是一種終極能源。黑洞產生的巨大能量能夠讓星際飛船達到相對論性速度。美國宇航局研究的任何一種星際飛船設想都無法企及這一速度。利用黑洞的能量可能是唯一選擇。」

星際飛船藝術概念圖

此外,我們可以搜尋與這種科技活動有關的信號(科技信號),進而揭示一個高度發達的外星文明。製造一個人造黑洞需要耗費數量驚人的能量,再加上收割黑洞能量的技術挑戰,能夠做到這一點的外星文明絕不亞於卡爾達舍夫指數中的II型文明。

克拉納指出:「為了製造人造黑洞,我們需要將一個10噸伽瑪射線雷射器聚焦到原子核尺度。這相當於製造數量與地球上的汽車不相上下的高精尖核彈。這樣的規摸早已超出當前的全球經濟承受能力。只有一個能夠完全利用太陽系的文明才能獲得所有所需資源。」

藝術概念圖,行星表面產生的定向能波束驅動光帆。

如果在宇宙中發現類似波束,說明可能找到了地外文明蹤跡

製造人造黑洞面臨諸多技術挑戰,其中絕大多數都超出人類的能力範圍。這些技術挑戰包括:如何獲取數量驚人的能量來驅動伽瑪射線雷射器?這些能量如何存儲?所產生的伽瑪射線又如何聚焦一個只有原子大小的空間。克拉納指出雖然科學家提出了一系列建議來完成整個過程,但基本上都停留在推測層面。

黑洞星艦的設想本身就具有莫大吸引力。如果收割黑洞能量具有可行性,地外文明搜索計劃可以從這個角度出發,在茫茫宇宙尋找先進外星文明蹤跡。由於所謂的「溢流」現象,我們能夠探測到一個利用伽瑪射線雷射器製造微型人造黑洞的先進文明。

很多科學家相信宇宙內存在高度發達的外星文明

在2016年的一篇論文中,菲利普·魯賓教授闡述了這一設想。他認為可以通過搜尋定向能信號的方式,尋找地外文明存在的證據。如果發現雷射能量產生的閃光,也就是上文提到的「溢流」,可能就意味著找到一個科技高度發達的外星文明。魯賓參與了用於行星防禦的雷射研究。作為「突破攝星」計劃的一部分,他還為美國宇航局研究雷射推進技術。

此外,科學家也可以藉助伽瑪射線望遠鏡搜尋伽瑪射線雷射器的「溢流」信號。克拉納指出:「如果某個先進文明研製出這樣的星際飛船並且地球處在飛船波束之內,當前的甚高能伽瑪射線望遠鏡能夠探測到100到1000光年外的黑洞星艦。它們的紅移在數年到數十年內穩步變化,因此能夠與自然源區分。為了進行這種研究,天文學家需要追蹤點狀伽瑪射線源的頻率曲線時間序列。」

費米伽瑪射線望遠鏡利用兩年時間繪製的全天圖,2011年公布

令人感到興奮的是,天文學家或許已經發現了一些跡象,證明某些II型卡爾達舍夫文明利用這種方式獲取能量。克拉納指出天文學家已發現數個點狀伽瑪射線源,均無法給出很自然的解釋。未來的觀測可以利用費米伽瑪射線太空望遠鏡(FGST)等天基望遠鏡,以及高能立體視野望遠鏡(HESS)和超高能輻射成像望遠鏡陣列(VERITAS)等地面望遠鏡,幫助科學家確定這些點狀伽瑪射線源究竟是自然產生還是外星人所為。

環繞恆星的戴森球,利用六邊形衛星收割恆星能量

下一代觀測設備擁有更高的解析度和更強悍的成像能力。如果存在伽瑪射線雷射器「溢流」或者其它科技信號,這些觀測設備能夠發現它們的蹤跡。與可能存在的先進外星文明相比,人類仍要走很長的路,才能研發出黑洞星艦這樣的超級技術。

與戴森球、奧爾德森盤、太空電梯和「搬運」恆星的能力一樣,這種II型文明超級工程必須要等到人類能夠戰勝一系列相對較小的挑戰之後,才有望成為現實。除了追求速度更快的星際飛船,人類還有其它很多挑戰,例如找到移民太陽系其它行星的方式以及在利用地球資源方面做到可持續性。

博科園-科學科普|文: 馬特·威廉斯

轉自: 漫步宇宙/qqtaikong

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