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广袤宇宙是否拥有邻居 外星文明同样危险

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-10-06

  6月28日消息,人类自发现宇宙空间之后,一直在尝试与其他宇宙文明建立联系。

结束与世隔绝的状态,的确能让人感到欢欣鼓舞,虽然也会有人对此漠不关心。

不过根据人类的本性,此类发现很可能会触发一连串的事件,最终导致一场灾难。

  现在,寻找地外生命证据的努力已经分为了三个领域。

第一是探索太阳系。

在这里,火星是主要目标,因为它是一个行星样板,环境与地球相似,并且来去方便。

此时此刻,用轮子行走的机器人正在它表面前进,各种高灵敏度的眼睛被送入了环火星轨道。

更多的火星任务也在计划之中:NASA的MAVEN和印度的Mangalyaan探测器已经或即将到达火星,筹备中的还有InSight地震探测器、欧空局的ExoMars、2020火星漫游者、火星取样返回任务,以及被人们广为谈论的载人火星探索任务。

  但火星并非是太阳系中唯一可能有生命的地外星球。

有迹象表明,冰封的土卫二(Enceladus)和木卫二(Europa)地底下,有丰富的液态水。

以木卫二为例,它有一个石质的核心,而在这个核心之外,包裹着一个容量为地球海洋两倍的黑暗海洋——在这个海洋深处,可能有热源,因此可能有生命的绿洲。

而最近在其表面发现了类似间隙泉的喷发,也为取样探测和寻找生命迹象的任务带来了希望。

  第二个领域比前一个浩瀚和遥远,也就是对系外行星的研究。

现在我们已经知道,系外行星的数量非常之多——和地球同一级别的行星至少有数百亿个,而且地质年龄覆盖了从年轻到年老之间的所有范围。

它们之中的一些与地球相似。

现在的任务,至少是要测量那些离我们最近的少许行星的大气化学成份,寻找生物圈存在的指标。

美国宇航局将于2018年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,以及下一代30米直径地基天文台将会具备这种能力,可以对这些行星作较为粗略的测量。

  第三个领域是地外智慧生命搜索计划,也就是SETI。

SETI通过扫描天体无线电波和光谱,来寻找结构化的人工信号——这项工作既是高风险的,也是高回报的。

也就是说,假如成功的话,就不仅意味着有地外生命,还意味着宇宙中存在除了人类以外的、可被我们识别的技术性智慧。

  人类容易被迷因左右。

但并非所有迷因都无害

  然而我们所追求的知识,能够改变的不仅是科学上的认识。

就像旷野中的标志,这种新信息存在的可能性,在我们真正意识到发生了什么之前,就已开始侵蚀我们的集体意识。

这是一种将观念植入我们头脑的能力,是一种生命的形式,它能够渗入到我们的思想和行为中,挑战我们质疑现实状态的能力。

这种能够自我传播和发展的"信息包"就是"迷因"。

  这个词来描述一种文化中的传播现象;无论是易记的词汇,四条腿的椅子,衣服的式样,还是完整的信仰体系,都是"迷因"的体现。

在某种意义上,"迷因"是一个能够自我变异、复制的人类文化演变片断——一种病毒性的实体。

  作为一个痴迷于信息、高度社会化的物种,人类特别容易被"迷因"左右。

而且并非所有的"迷因"都是无害的——其中一些在相遇时是有害的。

例如西方的习俗与保守的伊斯兰教间存在的冲突。

  试想,假如我们发现,地球被许多化学特性和我们互不相容的外星人包围着,而且我们原本以为的,在生物学和进化中的必然性和最佳选择只不过是一种侥幸和巧合后,会作何感想?这样的发现是与我们的哥白尼式理想背道而驰的,而且我们原本以为宇宙中生命与生命的基本要素间存在着的单一、合理的深层关联这一认识,也会被彻底颠覆。

  再假如,我们检测到一个外星信号,可是它的意思却是"你们都会死吗?"即便这是一个翻译上的错误,亦或是对友好外星人玩笑的曲解,我们这个物种也会很快坠入深渊。

这种毁灭我们文明的方式,可能比任何一种实质性武器都有效。

  在宇宙空间中来来回回地发射"迷因"是自找麻烦。

  直白的消息也可能会造成同样严重的破坏。

比如以星际贸易或交流等方式,发来科学上的新见解或技术性的蓝图,就会对地球上的经济产生破坏性冲击。

而一则带有哲学命题解释或宗教含义的消息,则更会引起冲突和混乱。

即便是一句"有人在吗?"也会带来麻烦——谁来决定回答?如何回答?它给人类内部带来的矛盾,可不仅仅是语言的冲突那么简单。

  有时候我们会主动作出接触性尝试,但并不知道这可能会给我们带来不利。

假如在邻近的一个系外行星上检测到生物圈存在的迹象,我们就有可能会被诱使发送一个更为有针对性的信息。

急躁的人类事实上已经这样做过了。

1974年, Arecibo射电天文台朝着一个遥远的球状星团发射了一段载有"迷因"的信息。

这段信息长1679字节,内容包含了一组简单的数字,一个对DNA的简单描述,一个卡通人物画,以及太阳系的布局。

此外,数十年来我们还向太空中发射了大量嘈杂的各种波段的广播和电视信号,直至最近数字技术的出现才有所减少。

而假如我们能够发展出一种能够以接近光的速度飞行的星际旅行技术,那我们就很容易会针对一个特定的目标发射探测器。

  这些行为都是相当危险的,假如这些地外世界中存在有智慧的原住民,那这就是在提醒我们的宇宙邻居,要他们作出回应。

在宇宙空间中来来回回地发射"迷因"是自找麻烦。

  也许我们需要建造一个行星际防火墙,一种"盔甲",来保护我们免受地外生命知识的伤害,而同时仍允许我们学习宇宙的知识。

这个人为自主的结构,将接替SETI的工作,以及那些系外行星搜索者的任务。

在已知世界和未知宇宙间,建立起一个由算法或物理构成的屏障,可以帮助我们过滤来自地外的信息流——这与以检查数据包的来源和方向,来抵御病毒入侵的防火墙类似。

  建立这个"盔甲",可能还要禁止私人望远镜和射电天线拥有能够检测地外信标的灵敏度。

可以配备自动化监听站和望远镜,来对收听结果进行强制性的无害化处理。

完备的(希望是牢不可破的)防火墙程序则用来筛选并将信号进行"消毒"。

而那些具风险性的数据可以封存在一个"盒子"中——目的是使来自地外的"迷因"破坏性降低到最小——这将是全人类的知识库,不到万不得已,不可打开。

也有点类似消火栓。

  当然了,以上这些如果不是胡思乱想,也明显具有巨大的随意性。

或许我们的智慧形式本身就具有一定程度的地外"迷因"免疫力。

毕竟,在我们的概念里,已经知道我们在这个没有物理性中心的巨大宇宙中,只占据了极其微小的一部分,而我们这个物种也还没有被自己毁掉——至少到现在还没有。

最重要的是,我们不需要阻止人类在宇宙中寻找那些物产丰饶的地方,而且事实上我们也并不想把自己与璀璨的星空隔离开来。

量子信息+熵,能解释宇宙的演化吗

热力学第二定律,也许是物理里最根本的几条原理之一。

它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。

这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。

熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。

糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。

人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。

宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。

可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。

星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。

这看起来像是在违反第二定律。

这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。

引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。

而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。

比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。

这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。

两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。

正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。

在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。

可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。

G场生出一个暗能量项,而且是动态的。

暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。

现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。

比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。

这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。

膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。

宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。

但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。

总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。

那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。

所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。

比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。

但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。

引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。

若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。

来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.

追踪13.4万亿个暗物质!百亿亿次超算用4天完成这场模拟

科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称,该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机,完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。

每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。

这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀,并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。

左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图;右图外圈显示宇宙微波背景辐射,扇区分别展示视线速度(红/蓝)、物质密度(灰)和引力势(绿/蓝)。

图片来源: 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为,极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。

这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度,留下微小的密度差异;随后,引力把这些差异不断放大,最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。

然而,暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。

通过研究物质在宇宙中的分布,有望找到更多线索,探索宇宙最早期的秘密。

暗物质无法被望远镜直接看见,却凭借引力主导星系形成,并塑造更大尺度的宇宙结构。

在模拟中,暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”,团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。

标准宇宙暴胀模型预测,早期宇宙的密度涨落服从高斯分布,也就是最简单的一类随机模式。

科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差,即“原始非高斯性”。

一旦发现可测量的偏差,就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程,从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。

然而,这类信号极其微弱,还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积,统计不确定性难以完全消除。

因此,探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。

而如此规模的模拟对算力要求极高。

团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。

模拟及大部分数据分析约4天完成,目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。

这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目,包括美国能源部支持的暗能量光谱仪(DESI)和NASA的SPHEREx任务,两者目前均处于数据采集阶段。

模拟与前沿观测相互印证,将共同描绘出更为精细的宇宙图景,推动人类对宇宙起源与演化的探索。

来源:科技日报