外星富氧環(huán)境有助于技術發(fā)展

可能更易在富氧外星球找到外星技術，原因如下-富氧外星環(huán)境允許開放氧環(huán)境對于技術發(fā)展更有效，有助于火箭燃料燃燒

一項新的研究表明，類地行星的大氣層需要至少含有18%的氧氣，才能讓智能生命發(fā)展技術。(圖片來源：NASA/ESA/G.Balbi)

根據(jù)一項新的研究，外星人獵人應該在大氣中氧氣含量高的行星上尋找技術生命，該研究旨在磨練尋找外星文明的技術特征。埃蒙德.勃利是意大利羅馬Tor Vergata大學的天文學和天體物理學副教授，艾德瑪.福馬柯是羅切斯特大學的物理學和天文學教授，他們認為行星“大氣層需要至少含有18%的氧氣才能促進技術文明。他們說原因很簡單：火需要氧氣?！澳憧赡苣軌蛟谝粋€沒有氧氣的世界中獲得生物學-你甚至可以獲得智能生物，”弗蘭克在一份聲明中說?！暗绻麤]有現(xiàn)成的火源，你永遠不會開發(fā)更高的技術，因為更高的技術需要燃料和熔化。

勃利和福馬柯將18%描述為“氧氣瓶頸”，可能阻礙智力發(fā)展。生命從發(fā)展我們可以通過無線電信號探測到的復雜技術。這包括任何外星城市的燈光，戴森群的紅外輻射，或者可能是穿越外星的巨型結構。這個概念與科學家在尋找外星生命期間討論的其他瓶頸一樣，包括決定多細胞生命進化的瓶頸，一個涉及工具智能的發(fā)展，甚至是調節(jié)外星社會是否可以避免自我毀滅的瓶頸。它們一起形成了“大過濾器”，這是經(jīng)濟學家和未來學家羅賓·漢森在描述技術生命發(fā)展的一系列障礙時引入的概念，以解釋為什么它在我們的銀河系中似乎較稀缺。

外星人技術研究小組說，氧氣豐度低于18%的系外行星不足以進行長時間的露天燃燒。例如，這將限制冶金，并限制化石燃料的燃燒。雖然缺乏后者可能會導致環(huán)境更清潔，但如果沒有前者，就很難支持任何廣泛的工業(yè)或制造必要的材料，制造可以發(fā)送我們設備檢測到信號的無線電發(fā)射機。在地球上，我們大氣中的氧氣含量為21%，但情況并非總是如此。在其生命的前半段，地球的大氣主要由氮和二氧化碳組成，而氧氣可能只占0.001%。

然后，大約24億年前，我們星球大氣中的分子氧豐度開始急劇上升。這種增加歸因于藍藻的演變，藍藻產生了作為廢物的氧氣，但氧氣水平的上升也被認為對當時的無氧生命形式有害，減少了它們生命所必需的硫化氫和甲烷的豐度。因此，地球大氣中額外的氧氣有時被稱為“氧氣災難”，因為許多微生物物種被消滅了，這一事件發(fā)生在4億年內。20億年前大氣中的氧氣含量為10%，這意味著對于巴爾比和弗蘭克的瓶頸來說仍然太低。

因此，兩人的研究指出了尋找外星智能（SETI）在尋找技術簽名過程中應該關注的行星系統(tǒng)類型。首次前往金星的私人任務將在硫酸云層中尋找外星生命NASA概述了在土星和木星的冰冷衛(wèi)星上部署洞穴“冷凍機器人”的計劃，即地球以外的生命可能在最冷的太空深處形成揭示小行星樣本。

他說：“應該優(yōu)先考慮氧氣含量高的行星，因為系外行星大氣中氧氣含量高可能是尋找潛在技術特征的主要線索。弗蘭克說。此外，考慮到地球上的氧氣水平上升到18%以上需要時間，因此將目標對準那些有足夠時間發(fā)展自身氧氣儲備的老行星可能是有意義的。

勃利說，這項研究甚至可以用來排除虛假警報，他建議“我們應該懷疑來自大氣氧氣不足的行星的潛在技術特征。這些發(fā)現(xiàn)還表明，如果地球上的技術生命能夠在未來數(shù)十億年內繼續(xù)蓬勃發(fā)展，我們可能會發(fā)現(xiàn)另一個挑戰(zhàn)。在東寶大學的Kazumi Ozaki和宇航局和亞特蘭大佐治亞理工學院的Christopher Reinhard的2021年研究中，研究表明，隨著太陽年齡的增長和變亮，產生更多的熱量，從而使我們的星球變暖，地球的大氣將變得脫氧，氧氣含量下降到10%以下。

當然，十億年的準備時間是很長的；到那時，我們的后裔可能有技術來緩解這一點，或者可能已經(jīng)完全離開地球。該研究于2023年12月28日發(fā)表在《自然》雜志上天文學。

By: Keith Cooper

FY: 何丹懷

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