来源： 中科院高能所
极光假说|超越费米悖论
费米悖论，是恩里科·费米提出的一个基本假设，它是基于宇宙的漫长年龄和庞大的星体数量，经过一系列的计算后发现——地外文明存在性的过高估计，与缺少地外文明存在的相关证据相矛盾。于是在1950年夏天的某个午餐的闲谈中，费米提出了"外星人它们都在哪里？"的著名问题。
简单来说，费米悖论指的是外星智慧生命（extraterrestrial intelligence， ETI）存在的高概率估计和缺乏明显的证据。
那么今天，我们来研究费米悖论的又双叒叕一种可能性——那就是殖民其他星系对我们的健康有害！
这叫做"极光假说"，这个理论认为，仅仅因为行星适合居住，并不意味着智慧生命就可以殖民那里！
这一假说的名字来源于一部著名的、相对较晚的科幻小说（下文将详细介绍），尽管它的起源可以追溯到几十年前。该假说的核心质疑了智慧物种能够在母星系统之外殖民的观点。
一个先进的文明，当它扩展到其他星系的时候，比如我们的星系，他们必将创造明显的迹象——其存在形式的空间基础设施。考虑到宇宙的年龄以及恒星和行星的绝对数量，到目前为止，智慧生命按理已经在许多世界上进化了许多次。
那该死的猜想！
刚才提到的假设，认为一个（或几个）高级文明应该已经殖民了我们星系，其实并不是源于费米本人。1975年，天文学家迈克尔·哈特（Michael Hart）写了一篇《关于地球上没有外星人的解释》（An Explanation for the Absence of extraterrestrial on Earth）的论文，这个想法才真正与费米悖论联系起来。
哈特的论点是，首先假设，一个ETI在过去的银河系中出现了，那么它将有足够的时间来发展星际旅行、殖民附近的恒星。随着时间的推移，这些殖民地会引发类似的殖民，最终导致这种文明殖民了我们银河系的大部分地区。然而，由于没有证据表明存在这样的文明（哈特的"事实A"），因此哈特得出结论——人类是孤独的。
这个论点在1980年被物理学家和宇宙学家弗兰克·蒂普勒（Frank Tipler）的研究中进一步阐明："外星智慧生物不存在"。在这项研究中，蒂普勒运用了宇宙学原理以及SETI-支持者提出的其他观点，基本上可以归结为这样一个概念：SETI会像人类一样基于同样的科学原理来开发技术。
由此他估计，任何比人类早10亿年出现的高级物种，都能够在银河系殖民好几次："除了可以与我们的火箭技术相媲美之外，从事星际通信的物种似乎有可能拥有一种"失败的"精密计算机技术……因此，我认为这样的物种最终会发展出一种能够自我复制的万能构造器，它具有与人类相当的智力水平……这种机器与现代火箭技术结合起来，将使人类有可能在不到3亿年的时间里探索和殖民银河系。"
由于蒂普勒对这一论点也有贡献，此论点以他和哈特的名字共同命名。后来的理论家，例如著名科学家大卫·布林（David Brin）所提出的"独特性假说"（Uniqueness Hypothesis），也建立了类似的理论基础。对此，卡尔·萨根（Carl Sagan）在一篇与地球科学家威廉·纽曼（William Newman）合著的反驳文章中回答道："缺乏证据并不等于不存在。"
我们所能确定的是，没有任何先进的文明曾在我们的星系中进行过大面积殖民，否则，他们早就被发现了。除此之外，萨根认为人类在宇宙中是孤独的，他说这是"以人类为中心的、自我祝贺的宣言"，事实A肯定还有其他原因。
一代船的内部视图，它有着交替分布的条形的宜居表面，以及可以让光线进入的"窗户"。来源：Rick Guidice/NASA Ames Research Center
不得不说，这些论点往往把"大沉默"归因于社会学（探索和扩张不是规范的）或自然界的生物（智能生命是罕见的）原因。例如，稀土假说、海洋世界假说，或者基于"非收敛进化"原则的论点。然而，从另一种意义上说，生物学也有可能是一个因素。
起源
极光假说是以金·斯坦利·罗宾逊（Kim Stanley Robinson）2015年的科幻小说命名的。故事发生在星际一代船的船员上，他以10%的光速行驶于τ Ceti星系统，来殖民它的"月球"（名为奥罗拉），轨道在τ Ceti星的e轨道。他们到达后不久，试图适应当地环境，但由于接触了朊病毒这样的原始生命，殖民者们开始死亡。
朊病毒是一种错误折叠的蛋白质，能够将其特性传递到同一蛋白质的其他变体上。由于体积极小，它们一着陆就躲过了探测器和极光号机组人员的探测。对此，宇航员们分成了两派，一派仍然想要殖民这个系统，另一派想要返回地球（他们现在认为地球是唯一适合人类的环境）。
这一假设源于2019年一项名为《费米悖论和极光效应》的研究：该研究由罗切斯特大学的亚当·弗兰克（Adam Frank）、美国宇航局系外行星系统科学（NExSS）的首席研究员凯莱布·沙夫（Caleb Scharf）以及宾夕法尼亚州立大学系外行星和宜居世界中心和哥伦比亚大学的研究人员领导。
为了解决哈特事实A，研究人员首先检查了一个先进的外星文明可以在银河系中定居的速度。这其中包括：并不是所有的系统都有可居住的行星，被定居的系统最终会发射自己的探测器和客船，形成一个"定居前线"，随着.............
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