天文学家巡天发现50个疑似存在外星人的星系
[摘要]科学家的想法是寻找宇宙中能够使用星系能量的宇宙文明 ，不过目前观测的10万个星系中几乎没有可疑信号。
根据家的观测结果，至少10万个星系中无明显信号，暗示中真的只有地球文明吗？腾讯太空讯 据国外媒体报道，宇宙中是否存在生命？科学家为了寻找这个问题的答案一直在监听宇宙中的可疑电波，同时也在观测其他星系中是否出现了文明信号。近日，美国宇航局科学家宣布将在20年内发现地外生命，而且是太阳系之外的宇宙生命，这个消息让人非常兴奋。不过有些科学家小组认为这个言论有些“夸大其词”，根据他们的观测结果，至少10万个星系中无明显生命信号，暗示宇宙中真的只有地球文明吗？目前科学家仍然在寻找地外生命的信号，只不过还没有进一步的发现。本项研究中科学家使用了美国宇航局广域红外空间望远镜，通过红外波段来观测宇宙。科学家认为一旦宇宙生命进化出高级文明，就会大规模开发自己的恒星，最终占据自身恒星系统的所有资源。更高级的文明还能够使用整个星系的能量，对其他恒星系统进行殖民，这一系列的行为会导致额外的能量溢出，在红外波段中体现出来。来自宾夕法尼亚州立大学教授贾森-赖特认为我们的想法是寻找宇宙中能够使用星系能量的宇宙文明 ，不过目前观测的10万个星系中几乎没有可疑信号。研究成果暗示宇宙中的高级文明可能数量极少，当然并不排除其他恒星系统中拥有类似地球这一级别的文明，即仅能利用行星周围的资源，但无法大规模利用恒星能量。贾森-赖特认为当一个先进的文明演化至高级阶段时，需要使用大量的能量，就像我们的石油能源一旦用完就要寻找新的能源，能源也是制约文明发展的关键因素。一旦大规模利用某种能源，红外辐射溢出，类似我们计算机需要散热一样。由于这些星系都演化了几十亿年，如果有生命存在的话，它们有足够的时间进行演化。
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在红外波段中体现出来。来自宾夕法尼亚州立大学教授贾森-赖特认为我们的想法是寻找宇宙中能够使用星系能量的宇宙文明，就会大规模开发自己的恒星，最终占据自身恒星系统的所有资源。更高级的文明还能够使用整个星系的能量，这个消息让人非常兴奋。不过有些科学家小组认为这个言论有些“夸大其词”，根据他们的观测结果，至少10万个星系中无明显生命信号，这一系列的行为会导致额外的能量溢出，暗示宇宙中真的只有地球文明吗？目前科学家仍然在寻找地外生命的信号，只不过还没有进一步的发现，对其他恒星系统进行殖民。　　科学家使用了美国宇航局广域红外空间望远镜，通过红外波段来观测宇宙。科学家认为一旦宇宙生命进化出高级文明　　科学家为了寻找这个问题的答案一直在监听宇宙中的可疑电波，同时也在观测其他星系中是否出现了文明信号。近日，美国宇航局科学家宣布将在20年内发现地外生命，而且是太阳系之外的宇宙生命
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阅读下面文字，回答小题：地球是宇宙中的一个地方，但决不是唯一的地方，也不是一个典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中，在星际空间永恒的黑夜里。那是一个奇特而荒芜的地方。相比之下，行星、恒星和星系就显得特别稀罕而珍贵。假如我们被随意搁置在宇宙之中，我们附着或旁落在一个行星上的机会只有1033分之一(1033，在10之后接33个0)。在日常生活当中，这样的机会是“令人羡慕的”。可见天体是多么宝贵。从一个星系际的优越地位上，我们可以看到无数模糊纤细的光须象海水的泡沫一样遍布在空间的浪涛上，这些光须就是星系。其中有些是孤独的徘徊者，大部分则群集在一起，挤作一团，在大宇宙的黑夜里不停地飘荡。展现在我们面前的就是我们所见到的极其宏伟壮观的宇宙。我们隶属于这些星云，我们所见到的星云离地球80亿光年，处在已知宇宙的中心。星系是由气体、尘埃和恒星群(上千亿个恒星)组成的，每个恒星对某人来说都可能是一个太阳。在星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙间的文明。但是从远处着眼，星系更多地让人想起一堆动人的发现物——贝壳，或许是珊瑚——大自然在宇宙的汪洋里创造的永恒的产物。宇宙间有若干千亿(1011)个星系。每个星系平均由1000亿个恒星组成。在所有星系里，行星的数量跟恒星的总数大概一样多，即22。在这样庞大的数量里，难道只有一个普通的恒星——太阳——是被有人居住的行星伴随着吗？为什么我们这些隐藏在宇宙中某个被遗忘角落里的人类就这样幸运呢？我认为，宇宙里很可能到处都充满着生命，只是我们人类尚未发现而已。我们的探索才刚刚开始。80亿光年以外嵌着银河系的星系团催迫着我们去探索。探索太阳和地球就更不用说了。我们确信，有人居住的这个行星只不过是一丁点儿的岩石和金属，它靠着反射太阳光而发出微光。在这样的大距离里，它已经消失得无影无踪。但是，这个时候，我们的旅程只到达地球上的天文学所通称的“本星系群”。本星系群宽达数百万光年，大约由20个子星系组成，是一个稀疏、模糊而又实实在在的星系团。其中的一个星系是M31，从地球上看，这个星系位于仙女星座。跟其他旋涡星系一样，它是一个由恒星、气体和尘埃组成的巨大火轮。M31有两个卫星，它通过引力——跟使我呆在坐椅上相同的物理学定律——将矮椭圆星系束缚在一起。整个宇亩中的自然法则都是一样的。我们现在离地球200万光年。M31&以外是另一个非常相似的星系，也就是我们自已的星系。它的旋涡臂缓慢地转动着——每2亿5千万年旋转一周。现在，我们离地球4万光年，我们正处于密集的银河中心。但是，&假如我们希望找到地球的话，就必须将方向扭转到银河系的边远地带，扭转到接近遥远的旋涡臂边缘的模糊的地方。我们印象最深刻的是，恒星即使在两个旋臂之间，也像流水一样漂浮在我们的四周——气势磅礴的自身发光的星球，有些虽然象肥皂泡一样脆弱，却又大得可以容得下1万个太阳或1万亿个地球；有些小如一座城池，但密度却比铅大100万亿倍。有些恒星跟太阳一样是孤独的；多数恒星有伴侣，通常是成双成对，互相环绕。但是那些星团不断地从三星系逐渐转化成由数十个恒星组成的松散的星团，再转化成由百万个恒星组成的璀璨夺目的大球状星团。有些双星紧靠在一起，星体物质在他们之间川流不息，多数双星都象木星与太阳一样分离开来。有些恒星——超新星——的亮度跟它们所在的整个星系的亮度一样；有些恒星——黑洞——在几公里以外就看不见了。有些恒星的光彩长年不减；有些恒星闪烁不定，或以匀称的节奏闪烁着。有些恒星稳重端庄地转动着，有些恒星狂热地旋转着，弄得自己面貌全非，成了扁圆形。多数恒星主要是以可见光成红外光放出光芒；其他恒星也是X光或射电波的光源。发蓝光的恒星是年青的星，会发热；发黄光的恒星是常见的星，它们已经到了中年；发红光的恒星常常是垂亡的老年星；而发白光或黑光的恒星则已奄奄一息。银河里大约有4千亿个各种各样的恒星，它们的运转既复杂又巧妙。对于所有这些恒星，地球上的居民到目前为止比较了解的却只有一个。每个星系都是太空中的一个岛屿，它们与其邻居隔光年之距遥遥相望，我可以想象，在无数星球上的生物对宇宙的模糊认识是如何产生的：他们在开始的时候都以为，除了他们自己小小的行星以及他们周围的那些区区可数的恒星以外，再也没有其他的星星了。我们是在与世隔绝的情况下成长起来的，我们对宇宙的正确认识是逐渐形成的。（节选自《宇宙的边疆》，有删节）【小题1】下列对“星系”的解说不正确的一项是&&&&A．星系是无数模糊纤细的光须。大部分光须群集在一起，在宇宙中飘荡。地球隶属于这些星云，且处于已知宇宙的中心。B．星系是由气体、尘埃和恒星群组成，星系里有恒星、行星，也有生物、智能生命和宇宙文明。C．星系在宇宙里有若干千亿个，每个星系平均由1000亿个恒星组成。在所有星系里行星与恒星总数大概一样多。D．“本星系群”宽达数百万光年，包括M31星系，是河外星系，与M31相似的是我们居住的银河系。【小题2】对地球“决不是唯一的地方，也不是一个典型的地方”理解最准确的一项是&&&&A．任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。B．宇宙大部分是空的，地球不是在广袤、寒冷的宇宙真空之中，不是在星际空间永恒的黑夜里。C．地球不是在行星、恒星和星系显得特别稀罕而珍贵的地方。D．地球不是在永恒黑暗的真空而且星体非常稀少的地方。【小题3】．根据文章内容，下面的推断不正确的一项是&&&&&A．有些恒星成了扁圆形是因为它们在狂热地旋转着，弄得自己面貌全非。B．恒星是由炽热气体组成的，本身能发光的天体，所以太阳是恒星。C．我们生活在地球上，对恒星的了解远远不够，到目前为止比较了解的还只有一部分。D．因为各个星系之间相隔遥远，所以我们对相邻星系的正确认识是逐渐形成的。B&
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：2012-海南省海口市湖南师大附中海口中学高一下期期中考试语文卷
分析与解答
习题“阅读下面文字，回答小题：地球是宇宙中的一个地方，但决不是唯一的地方，也不是一个典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中，在星际空间永恒...”的分析与解答如下所示：
【小题1】未然说成已然。原文是“也可能有生物、智能生命和宇宙文明”【小题1】A.偷换概念“任何行星恒星或星系”，C.自相矛盾“不是……特别稀罕而珍贵”，D.牵强附会“不是在……星体非常稀少的地方”【小题1】扩大范围。原文是“到目前为止比较了解的却只有一个”。
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宾夕法尼亚州立大学研究团队在观测了邻近的大质量星系后发现——
十万星系未见超级文明踪迹
&&&&据外媒报道，近日，来自意大利的女性航天员克利斯托佛瑞提在太空中使用咖啡机冲泡了一杯咖啡，由此成为世界上第一位“太空咖啡师”。网络图片&&&&自20世纪60年代开创以来，天体生物学，这项研究外星生物的学科，已然得到了长足的发展。曾经，演化生物学家乔治·盖洛德·辛普森（George&Gaylord&Simpson）批评天体生物学为“没有研究对象的科学”。但如今，天体生物学在前沿科学领域崭露头角，公共关注度与日俱增，也渐渐受到了学术界的认可，令这个新兴科学焕发着蓬勃的生机。
&&&&■李·比林斯
&&&&在不久前召开的一场新闻发布会上，两名美国宇航局（NASA）的高级官员——艾伦·斯托芬（Ellen&Stofan）和约翰·格伦斯菲尔德（John&Grunsfeld）预测，天体生物学家将在一二十年内找到外星生物的踪迹。前者为NASA首席科学家，后者曾是一名宇航员，现任NASA科学项目副执行官。如果是在几年前，该预测大概会让人感觉过于乐观，但现在看来却几乎有点过时了。因为，有越来越多的证据显示，温暖湿润，据我们所知适于生命存在的环境，在宇宙中本来就不是稀罕物。结构简单的单细胞生物应该是宇宙中的常住居民。无论是派遣机器人到火星上去检测地表下的卤水，还是向冰封的欧罗巴（Europa，木星的卫星之一）发射探测器，又或者是利用空间望远镜直接观察遥远天际中的类地行星，都有可能找到它们。NASA作为空间科技的领头人，非常慷慨地赞助了这些科研项目。
&&&&但是，对于是否存在外星智慧生物和地外文明，争议之声却是此起彼伏，正式的研究项目更是寥寥无几。尽管如此，在最近的半个世纪里，许多零散的天文学家自发地组织起来，一并参与到一个名为“搜索地外文明”的项目中。SETI旨在寻找宇宙中的高等智慧文明，他们认为地外文明会利用无线电和激光脉冲与外界沟通，它们或许正在尝试与银河系中的我们取得联系。但遗憾的是，SETI项目尚未捕获任何有价值的外星信号。尽管简单生命体可能是银河系中的常客，但能与我们聊天的外星邻居却一个也没有。
&&&&如今，最新的研究成果表明，不仅是银河系内，在更广大的宇宙空间中，都可能只有人类这孤零零的一个智慧文明。但也存在另一种可能，就是我们对外星文明表现形式的观念需要修正。一个由宾夕法尼亚州立大学的天文学家詹森·莱特领导的研究团队，在观测了10万个邻近的大质量星系后，得出结论：没有一个星系显现出存在发达科技文明的迹象。研究结果发布在《天体物理学》杂志增刊上，这也是迄今为止囊括星系数量最多的一次观测，类似的早期研究只涉及了100个星系。
&&&&热多光少
&&&&与传统的SETI项目不同，莱特和他的团队并不是直接搜寻来自恒星的光信息，他们参考了物理学家弗里曼·戴森于上世纪60年代提出的理论，寻找星系尺度的殖民活动所产生的热力学现象。戴森的理论认为，科技文明的发展水平可以用其对能量的利用方式来衡量，最先进的文明对能量的需求最迫切，他们渴望利用恒星发出的所有的光。为了达到这个目的，他们会摧毁1至2个行星，用它们当原料，制造出把整个恒星团团围住的光能收集装置。恒星被包裹在这样的一个“戴森球”中，在外界看来，它发出的光就完全消失了。但戴森也指出，通过探测释放废热时发出的中红外波段辐射，仍可以发现这种结构。使用能源必然会排放热量，就像我们电脑在运转的时温度会不断升高一样。在1963年，俄国天文学家尼古拉·卡尔达肖夫扩展了戴森的理论，基于能量利用的概念，他进而将智慧文明的程度划分成三个等级。“1级”文明能够利用所有其所在行星的能量；“2级”则能够善用其恒星所有的能量，甚至建造出戴森球；“3级”文明则能够利用整个星系的能量，星系的每个恒星都被包裹在戴森球中。
&&&&由于无法从官方渠道获得研究经费，如NASA或美国国家科学基金会，莱特的研究小组只好另辟蹊径，争取到了私人投资机构——邓普顿基金会的资助，该基金会长期支持饱受争议的科学研究。该研究团队利用NASA的大视场红外巡天探测者（WISE）的全天域巡天数据，尝试找寻理论模型中的“3级”文明。他们寻找那些在可见光波段较为暗淡但在中红外波段却比较明亮的天体，具备这种特征的星系可能充满了吸收可见光，发出红外线的戴森球。在数据中有近1亿个天体，研究团队先用软件进行快速的粗筛选，之后，再由莱特的学生罗杰·格里菲思做人工的甄别，排除掉并非星系或明显存在人工干扰误差的样本。
&&&&最终研究小组筛选出了10万个符合特征的星系样本，其中有50个星系的热辐射量远远大于其释放的光。之后，由加州州立理工大学的杰西·马尔多纳多负责进一步筛选，通过查阅天文学文献来检索出天文学界之前对第一候选组中星系的研究。的确，候选组中的大部分星系都被充分研究过，它们要么是数个星系，处于合并进程中，要么是单个的“星爆”星系，这两种过程都会加热整个星系中能阻碍可见光传播的星际尘埃，使其释放出强大的红外辐射。研究者称，还有们90个热光比不那么极端的星系有深入研究的价值，但总体而言，他们没找到三级文明。“在卡尔达肖夫看来，一个3级文明要利用整个星系的所有光能。”莱特说。以我们的视角来看，那就意味着一个在红外波段十分明亮的星系看起来几乎没有恒星。“利用WISE的数据，在离我们最近的10万个星系中，我们并没有发现符合预期的目标，因此我们可以确定，在我们的周围其实并不存在3级地外文明。”
&&&&即使先进文明并不建造戴森球，对其他形式的星系级能量密集型“宇宙工程”，莱特的研究结果也都是适用的。“寻找弱可见光、强红外的天体的想法值得肯定，莱特团队做得很好。”詹姆斯·安尼斯如是评价。安尼斯是美国费米国家加速器实验室的研究员，也曾在上世纪90年代晚期时候采用不同的方法探寻过3级地外文明，但是样本规模不大，仅囊括了100个邻近星系。安尼斯说：“在某种意义上，无论一个发达的文明如何利用能量，都必须遵守热力学第二定律，因此热现象是无法被掩盖的。他们可能建造戴森球，他们也可能从旋转黑洞索取能量，他们还可能在星系寒冷的边缘地带构建巨型计算机网络，所有这一切都会产生出废热。莱特的研究小组的确把握住了搜寻地外文明的关键，只是他们还没有发现任何明显的迹象。”
&&&&&星际帝国的倾覆
&&&&有人认为宇宙中存在着强大的星系帝国，这种想法看似是根据我们地球人自身状况的合理外推。
&&&&我们知道，至少在一颗行星上，生命以微生物的形式诞生了。然后，生命攀上演化阶梯，有了更大的躯体，拥有了大脑，构建社会，最终拥有了前往其他行星甚至其他恒星的技术。既然这个过程能在地球上发生，那为什么不能在充满各个星系的数十亿个宜居行星上发生呢？“智慧生命一旦具备了进入太空的能力，大概在5000万年内就能穿越整个星系，”安尼斯说，“而5000万年对于恒星和星系动辄数十亿年的时间尺度而言只是短短一瞬。我们完全有理由相信，在宇宙诞生后近140亿年的漫长时光中，智慧生命会反复穿行在某个星系中。也许这些拥有航天能力的文明十分稀有且隔绝，但是只要有一个文明有意并且有能力对所在的星系进行改造，我们就有机会看见他们。如果观测的星系足够多，我们理应最终发现智慧加工的痕迹。正因为如此，我们观测的星系越来越多，却只发现一切都是纯天然，这非常让人沮丧。”
&&&&多年以来，研究者们提出了许多假说来解释SETI至今找不到外星人的原因。也许是我们本来就是孤独的，或者天体物理学与生物学存在某些严格限制导致智慧生命极为稀有，又或者是具有高科技的文明最终难逃自毁的命运，抑或是星际旅行太艰辛、太缓慢、太难以成功了。安尼斯怀疑，被称为星际生命杀手的γ射线暴曾一度在宇宙中随处可见，其摧毁并抑制了高级文明的发展，如今γ射线暴有所平息，于是我们恰巧处于了智慧文明发展的“起点”之上。
&&&&除了科学文献，另一个奇思妙想的源头就是科幻小说，那些作品中的一些观点非常吸引人。在2011年，科幻小说家卡尔·施罗德想出了一个能够合理解释至今不见外星人的理由。施罗德的表述模仿了亚瑟·C·克拉克的名言“任何先进的科技，初看之下都与魔法无异”，他说：“任何先进的科技，初看之下都与自然无异。”换句话说，真正的未来科技并不是在星际自由穿行，拆解行星、熄灭恒星，让文明如野火般在星系中飞速蔓延。真正的未来科技应该是缓慢发展，让自身与自然环境融为一体，追求极致的高效与和谐的热力学平衡。简单而言，肆意挥霍的星系帝国是不可持续的，因此才会毫无踪迹。“SETI本质上是在寻找科技产生的废物，”施罗德写道，“逸出的热，逸出的光，逸出的电磁信号，等等，如果我们接受高级文明不会产生废弃物的事实，那么我们就会理解SETI的努力没有得到回报的原因了。”
&&&&既是天体物理学家也是畅销科幻小说作家的大卫·布林，对宇宙“大静默”发表了自己的看法，他认为莱特的研究虽然仍为戴森球的存在保留了空间，实则却是给那种星际帝国从整个星系压榨能量的陈旧观点以致命一击。“为什么发达的智慧生命需要或想要这样做？”布林反问道，“除非是要建造什么大得惊人的工程，否则智慧生命没有理由这么贪婪……这样的社会不会比我们的更加友善温馨，一切都将被用于工业，这些智慧生命要么有个很好的理由，要么就是个性贪得无厌。
&&&&人类未来的反思
&&&&在1973年，基于卡尔达肖夫的理论，卡尔·萨根提出了一条可以进一步细分文明发展水平的经验公式。他认为，我们当前的地球文明可以归类成0.7级文明，再过数个世纪，随着能量使用量的稳步提升有希望达到1级。在过去的几个世纪中，人类消耗的能量每年增长约3%。要满足这样的增长趋势，在1000年内，人类需要建造包纳太阳的戴森球，从而达到2级文明；之后的1000年，人类需要把银河系中的恒星都利用起来，最终达到3级文明。
&&&&道理已经很明显了：在未来不长的时间跨度里——甚至可以说只是人类历史的短短一瞬——要么，我们人类重塑我们的太阳系，进而殖民整个银河系；要么，我们的文明就得彻底改变，摈弃能量密集型的发展模式。在上世纪60年代，那个航天科技繁荣进步的时代，人们倾向于相信我们的未来会是前者；但是现在，面对气候与生态的多重压力，人们理性地看到后者或许才是正确的发展方向。日益缓慢甚至停滞的社会发展状况，与SETI努力搜寻却无果而终的现实相应，即使是像莱特、安尼斯这些非主流的戴森理论的忠诚拥护者也没能打破僵局。
&&&&如果能得到更多的资助，莱特计划开展后续的研究工作，针对前期调查中发现的一些特征独特的星系做深入研究，旨在搜寻卡尔达肖夫指数较低的智慧文明。利用WISE的数据，研究小组曾在银河系的银道面之外发现一团光学波段很暗的点源，莱特表示很希望能对其深入观察。这很可能是一个尚未确认的巨型分子云，即一个充斥着原恒星的恒星孵化所。“但它也可能是一群被戴森球包裹的恒星。”似乎，戴森寻找外星智慧的梦想尚存一丝希望。
&&&&戴森教授已经91岁了，坐在普林斯顿高级研究院办公室中的他对工作仍津津乐道，他对新研究依然无果而终并不感到惊讶，但同时也不感到灰心。“我们设想的探测外星人方法始终把他们当成一只躲在黑屋子里的黑猫。”戴森说，“但是如果外星人真的存在，那他们很可能是以我们未曾想到的形式存在着。WISE的结果告诉我们，外星智慧生命行为并不符合我们的推测，认识到这点很好。但还存在很多其他可能。一种推测失败了，并不意味我们就应该放弃寻找外星人。”
&&&&（刘泽宇译自《环球科学》）
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