人类可能是宇宙中最早的智慧生物之一

哥白尼原理是为了纪念尼古拉斯·哥白尼（他提出了宇宙的日心说模型）而命名的，它指出地球和人类在宇宙中并不占据特殊或特权地位。

从宇宙学角度来说，这本质上意味着地球是常态的代表，生命很可能存在于整个宇宙中。

虽然我们寻找外星生命（一个被称为天体生物学的研究领域）的努力迄今为止尚未取得任何成果，但这些努力的范围有限。因此，科学家们被迫根据已知唯一支持生命的行星——即地球——进行推测。

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由于大量的系外行星发现，人们发现多颗岩石行星在红矮星的宜居带 （HZ） 内运行。几十年来，关于这些系统是否是我们寻找地球以外生命证据的最佳选择，一直存在着持续的争论。

在最近的研究,David Kipping教授解决了两个可能意味着人类是一个异常值的关键事实。基于宇宙的年龄和太阳相对罕见的性质，他得出结论，研究红矮行星的天体生物学家可能看错了地方。

Kipping 教授是哥伦比亚大学天文学副教授，曾任哈佛大学 Carl Sagan 和 Idina Menzel 研究员，也是哥伦比亚大学酷世界实验室.

该小组致力于探索太阳系外行星系统，重点关注潜在宜居（或“冷”）行星，并开发用于识别潜在技术活动迹象（又名技术特征）的新方法和技术。

正如基平所指出的，地球是“单调的”，是整个宇宙行星的典型例子，这一观点已经在公众心理中根深蒂固。这可以归因于卡尔·萨根和宇宙学家的影响，其历史可以追溯到康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（1857-1935），他关于太空飞行和外星文明可能性的著作对 20 世纪的科学家和工程师产生了重大影响。

但正如基平通过电子邮件告诉《今日宇宙》的那样，根源更深：

这有着悠久的历史，源于哥白尼革命。神学历来经常将人类（以及地球）视为核心重要性，但现代科学依次贬低了我们的特权地位，例如意识到地球绕太阳运行，太阳是我们银河系中数十亿颗恒星之一，我们的银河系也是数十亿颗恒星之一。

因此，人们倾向于假设我们的一切都是典型的，因为它似乎是过去四个世纪天文学中反复出现的主题。

通过消除地球作为宇宙的中心，哥白尼引发了天文学和人类感知自己在宇宙中的位置的方式的革命。

卡尔·萨根 （Carl Sagan） 在他的开创性论文《唯我论的外星智慧方法》中强调了这一成就，该论文是为了回应哈特和蒂普勒关于外星人不存在的猜想而写的。

“科学进步的区别和胜利之一是我们世界观的去省化，”他写道，并引用了多次科学革命，这些革命表明人类和地球在宇宙中都不是独一无二或特殊的。

在谈到外星生命缺乏证据的问题时，萨根有句著名的回答：“但缺乏证据并不代表不存在的证据。

这种想法为过去六十年来天体生物学研究和寻找外星智慧体 （SETI） 的每一项努力提供了信息。

然而，正如 Kipping 在他的最新研究中强调的那样，有两个突出的问题对这种观点构成了问题。正如他所解释的：

我的论文着眼于两个不可否认的不寻常的谜题。大约 80% 的恒星是 M 矮星，这些恒星显然经常在其宜居带内隐藏岩石行星，但我们并不生活在其中，我在之前的一篇论文中称之为红天悖论。

其次，宇宙的恒星周期从现在开始一直持续到 10,000 Gyr，但在这里我们生活在该窗口的前 0.1%，此时宇宙只有 13.8 Gyr。

对于那些乐观地认为外星智慧体（ETI）存在并且人类有朝一日可能与它建立联系的人来说，不乏有利的论点。

首先，银河系拥有 100 到 2000 亿颗恒星（尽管一些估计这个数字更高），这意味着生命出现的机会是无限的。

其次，宇宙本身的年龄（138 亿年），这使得我们的太阳系在宇宙中相对较新，因为它形成于大约 46 亿年前。在这两个不可否认的事实之间，我们银河系中存在高级生命的统计可能性非常高。

然而，基平指出，这两点有其缺陷，现代天文学已经揭示了有关天体的更详细信息，这正在向相反的方向移动。

“是的，太阳是数十亿颗恒星之一，但有几个特性显然使它在该样本中不寻常，”他说。“例如，G 矮星仅占总人口的百分之几，即使在这些恒星中，太阳也有些奇怪，因为它是一个相当静止的单恒星系统，伴随着两颗木星大小的行星（只有大约 10% 的太阳类似物有木星）。”

的存在木星以及太阳系外层的其他巨行星，被许多科学家认为是生命存在的先决条件。

由于它们的引力，飞向太阳系内部的物体经常被捕获甚至撞击这些巨星，正如 1994 年撞击木星的舒梅克-利维 9 号彗星所证明的那样（这是对太阳系物体之间碰撞的首次直接观测。

然后是需要考虑的宇宙时间线。虽然几乎可以肯定，生命的条件和组成部分在地球上出现之前（大约 40 亿年前）就已经存在数十亿年，但宇宙中的所有恒星都需要数万亿年才能耗尽燃料并死亡。

虽然像太阳这样的恒星会更快死亡，但红矮星预计将在长达 10 万亿年的时间内保持在主序阶段。考虑到基平提到的“僵化时期”的延长时间线，人类实际上可能还很早——哈佛大学教授阿维·勒布 （Avi Loeb） 之前曾探讨过这种可能性。

唉，在 M 型红矮星的 HZ 内运行的岩石行星是否可以支持生命是一个悬而未决的问题。

虽然一些研究表明，潮汐锁定的类地行星可以在面向太阳的一侧接收足够的热量来维持液态水和有利于生命的条件，但其他研究表明，M 型恒星的性质不利于宜居性。

这包括它们不稳定的性质（相对于太阳等恒星）、它们形成大质量太阳黑子的倾向以及它们容易发生耀斑活动的方式。

这包括释放足够电磁能以剥离行星大气层的“超级耀斑”，尽管观测表明这些事件主要局限于两极。

为了评估 M 型恒星成为天体生物学家集中精力的好地方的可能性（以及地球可能是一个异常值的可能性），基平对他提出的两点进行了贝叶斯统计分析：G 型恒星的稀有性和宇宙的“恒星周期”。

正如他所解释的那样，他的分析表明，人类的存在不能归因于“运气或偶然”：

我的论文发现这种情况的几率是 1600：1。在科学中，我们通常说任何高于 10：1 的都是强有力的证据，而 100：1 是“决定性的”，因此 1600：1 对于运气支持者来说确实是巨大的可能性。

我探索了两种可能的解决方案。一是行星对于像我们这样的观察者来说是有限的寿命，二是低于一定质量的恒星不会产生观察者。

第二个在解释数据方面做得更好，赔率约为 30：1。结果是，低于 0.34 太阳质量的恒星不会将观测者发展到 95% 的置信度，这涵盖了宇宙中大约 2/3 的恒星。

对于那些希望看到围绕附近红矮星运行的许多岩石行星的人来说，这可能是个坏消息。

在距地球 50 光年的范围内，有 30 个系统已确认岩石系外行星。其中，有 28 颗是在红矮星系统内发现的，其中包括太阳系外最近的岩石系外行星 （Proxima b），距离我们约 4.25 光年。

虽然 Breakthrough Starshot 似乎在研发阶段停滞不前，但还有其他努力开发可以在人类有生之年前往比邻星的光帆飞船——比如蜂拥而至的比邻星概念。

尽管如此，这些发现并没有否定围绕 M 型恒星运行的行星上存在生命的可能性，但它们确实以适当的怀疑态度质疑这一前景。

与此同时，基平强调，天体生物学工作应该扩大其关注范围，继续寻找围绕类太阳恒星运行的地球类似物。一旦提议宜居世界观测站（HWO） 进入太空，预计将于 2040 年代中期发生。正如基平总结的那样：

我们有充分的理由对拥有复杂生命的低质量恒星持怀疑态度，例如它们强烈的耀斑行为。但这在很大程度上仍然是猜测。我的论文没有包含任何关于机制的此类推测;它纯粹是对我们的存在和恒星数量/演化的分析。

因此，令人欣慰的是，从完全不同的论点中得出相同的结果，我认为这引起了人们对 SETI 过于强烈地关注 M 矮星的严重怀疑。

我当然不建议他们放弃关注 M 矮星，但我会鼓励未来的项目强烈优先考虑 G 矮星（就像 HWO 一样）。

本文最初发表于今日宇宙.阅读原文.

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