最近发表的一篇新论文提出,如果存在一个比地球先进得多的外星文明,它可能会通过改变行星的轨道,使天体的运动本身成为一种数学信息。
马修·克莱门特领导的研究小组在2022年5月发表在《皇家天文学会月刊》上的论文中表示,外星文明可以重新排列整个太阳系的行星,它们还可以用小行星轰击卫星和行星,以改变它们的轨道,表明它们的存在。
共振轨道
一些天体的轨道被称为“共振轨道”。例如,木星有三颗卫星:木卫一、木卫二和木卫三,其中木卫一运行两次,木卫二运行一次。此外,由于木卫二在木卫三的一个轨道上有两个轨道,而木卫四在木卫三的一个轨道上有四个轨道,所以这三个卫星在轨道上发生共振,轨道周期比为1:2:4。还有一个名为K2-138的行星系统,所有围绕主星运行的行星都处于轨道共振状态。
行星科学家们认为,一个雄心勃勃的外星文明将能够将整个行星系统中的行星以更复杂的比例置于共振轨道中。研究团队模拟了一个有6到7颗行星的太阳系类型的行星系,使用了“质数从2到11”,“斐波那契数列从1到13”,“懒惰的餐饮者序列从1到16”的比例安排每个行星的轨道周期。他们发现在这样安排下,整个系统保持稳定至少100亿年。
自然界中的物体通常以“4:3”、“3:2”和“2:1”这样的比例匹配。这些比率在天文学家中被称为“一阶共振”,因为它们相差1。另一方面,具有“高阶共振”的轨道,如“7:1”和“13:1”,在自然界中很少见。换句话说,如果这颗行星有这样的轨道,很有可能是先进的外星文明有意安排了这颗行星。
根据这一结果,研究团队得出结论:“质数、斐波那契数列和懒惰的餐饮者序列有可能成为搜寻地外智慧生命的线索。
外星文明的可能性
外星智慧生命真的会用这种排列小行星的手段传递信息吗?科学家们认为,这样的事情并非完全超出了科幻小说的范围。克莱门特说,已经有人认真地猜测,利用来自另一个小物体的引力推动,将一颗小行星引导到更近的轨道上进行采矿。而且现在,我们已经在用同样的原理将宇宙飞船发射到更远的轨道上 (或将它们发射到太阳系外)。
行星学家认为,可以利用小行星大小的物体来实现。为了做到这一点,它将足够引导它到正确的轨道,以便用引力冲击影响其他行星,逐渐使它们移动到不同的轨道上。“要让一颗小行星,或者几颗小行星把一个行星大小的物体移动一定距离,需要数百万年的时间。”克莱门特说,“但如果你是一个更先进的文明,也许你可以以百万年的时间尺度来思考。”
一种技术先进的外星文化可能会找到一种方法,通过对整个星球施加重力来改变它的轨道。比如对于一个卡尔达谢夫级别的第2型文明,那么它可以使用所有的恒星能量,在两年多一点的时间内实现这个目标。
最快速的方法
虽然我们很难想象如何做到这一点,但克莱门特说,就清洁能源需求而言,任何精通技术、能够利用其恒星的大部分或全部能源的文明,都可以在地球两年多的时间内做到这一点。
有些技术可能会比它们的创造者更长寿——例如,我们的无线电传输将在我们离开地球很久之后传播到太空,Lageos卫星 (一对位于地球上空5900公里的非常稳定的轨道上的激光反射器) 可能会在轨道上停留的时间比地球仍然适宜居住的时间更长。
但是,“任何文明都只能在很短的时间内传播自己,这一点值得考虑。”克莱门特说。因此,一个文明如果想在宇宙中快速地广播自己,利用重新排列小行星的办法,是比较快速有效的。