夏眠假說:外星人是否在等待宇宙的下一個時代?
宇宙中有大約2000億兆顆恆星,自宇宙誕生至今也已過了137億年,你或許會納悶,那些外星文明究竟在哪裡?這正是費米悖論背後的基本問題。一方面,從在適居帶發現的行星等跡象來看,我們懷疑宇宙中極有可能存在生命;但另一方面,我們卻只發現了地球這一顆有智慧(算是吧)物種棲息的星球,兩者之間存在著矛盾。
對於這個悖論,提出的解答五花八門,從樂觀的到極其可怕的都有。有可能只是我們尋找外星人的時間不夠長,而且向外發出可追蹤訊號的時間也不夠久,所以外星人還沒能發現我們。又或者,根本不會有外星人能發展到可以和其他物種接觸的程度,在擁有那樣的科技之前,就早已自我毀滅了。
很多提出的解決方案都對科技發展持樂觀態度,假定文明在自我毀滅或面臨其他終結文明的威脅之前,確實能達到科技成熟階段。其中有一種觀點認為,宇宙中或許存在著大量先進文明,但它們可能正處於休眠狀態,散發出極少甚至沒有熱訊號,直到宇宙的環境更符合它們的需求。
這個被稱為「夏眠假說」的想法,很大程度上基於蘭道爾原理。物理學家羅爾夫·蘭道爾提出,電腦中儲存的資訊發生任何不可逆的改變,都會向環境散發一定量的熱。如果你所處的文明十分依賴計算,比如說生活在模擬世界中,那你就會產生大量廢熱,需要冷卻方法。即便我們可以提高電腦效率和速度,但蘭道爾極限是無法突破的。
真的是這樣嗎?2017年,一個研究團隊在預印本伺服器arXiv上發表了一篇論文,提出了一個想法:一個解決了生存問題的文明,或許會選擇等待宇宙自身降溫,以此繞過蘭道爾極限。如果等待大約2700億年(假設可以透過放慢計算過程等方式做到),宇宙的背景溫度將會降低,如此一來,同樣的計算量所需消耗的能量就會大幅減少。
研究團隊在論文中寫道(該論文未經同行評審):「將目前的計算資源與宇宙晚期的計算資源相比,潛在的增長倍數可達10的30次方!即便只利用星系超級星團中的資源,晚期利用所產生的收益,也遠遠超過早期嘗試殖民可及宇宙其他地方並利用資源所獲得的收益。事實上,僅地球本身的質能(5.9 x 10的24次方 千克),就足以提供比目前燃燒所有現有資源所能完成的計算量更多的能量。」
研究團隊認為,考慮到在遙遠的未來,儲存的能量能發揮更大作用,很有可能存在這樣一個或許在我們之前很久就已誕生的文明,選擇進入夏眠(在宇宙更炎熱的時期休眠,不同於熊在冬天冬眠)。
研究團隊還寫道:「隨著宇宙降溫,一焦耳能量的價值會相對提高。因此,一個希望最大化計算量的文明,會希望盡可能晚地使用其能量資源:現在使用意味著最終能完成的計算量要少得多。所以,一個早期文明在擴張以獲得足夠的原材料後,會安定下來等待,直到使用這些資源變得合理。我們之所以還未觀察到任何外星人,是因為最初的擴張階段短暫且間歇性,而且處於夏眠狀態的文明及其基礎設施大多是被動且緊湊的。」
儘管這個想法很有趣,但它遠非費米悖論的最終答案。即便文明真的能存活到科技和社會都成熟到可以選擇夏眠的階段,也很難想象所有文明都會這麼做。據研究團隊稱,擴張主義文明仍可能存在,而且處於夏眠的文明可能還得防禦自身空間遭受潛在的入侵。但到目前為止,我們也沒有看到擴張主義文明存在的跡象。此外,就像戴森球的概念一樣,我們的想法可能受到了當下科技水平的限制。
研究團隊補充道:「更根本的是,分析極端的未來情景或未來科技時,必然存在不確定性:即便我們的論據基於被充分理解和驗證的物理學,也可能存在意想不到的方法繞過這些限制。很遺憾,在這方面我們能做的很少。」