自20世纪90年代以来,天体物理学家就已经知道在过去的几十亿年里,
宇宙一直在加速膨胀。这就产生了这样一种理论,宇宙中充满了一种神秘的无形能量,即暗能量,它对抗引力,将宇宙分离。随着时间的推移,这种能量将成为宇宙的主导力量,导致所有的恒星和星系扩散到宇宙视界之外。
也就是说,宇宙中的所有恒星和星系将不再对于其他星系可见或可接近。现在的问题是,这时智慧文明(比如我们自己)会为资源和能量做些什么呢?这个问题在最近一篇论文中进行了讨论,作者Abraham Loeb博士是哈佛大学的科学教授和哈佛天文系的系主任。
网上发布的这篇论文《为我们寒冷的未来宇宙获取燃料》(Securing Fuel for our Frigid Cosmic Future)指出,当宇宙是现在年龄(大约138亿年)的10倍时,本星系群外的所有恒星我们都将无法接近,因为它们的退行速度将比光速还快。因此,作者建议人类吸取伊索寓言《蚂蚁和蚱蜢》的教训。
这个经典的故事讲述了蚂蚁整个夏天都在为冬天储存食物而蚱蜢则选择了享受生活。虽然故事的不同版本各自强调了努力工作,宽容和同情的重要性,但这个教训很简单:时刻做好准备。在这方面,Loeb建议先进物种迁移到丰富的星系团中。
这些星系团代表了受引力束缚的最大的物质储层,因此能够更好地抵御宇宙的加速膨胀。Loeb博士表示,大自然母亲对我们很好,因为它自发地产生了同样大量的燃料储蓄,我们希望通过人工手段来收集这些燃料。来自早期宇宙的原始密度扰动导致了数千万光年跨度的区域的引力坍塌,将所有的物质聚集到星系团中,每个星系团都包含着相当于一千个银河系。
他还指出当宇宙膨胀使本星系群的恒星膨胀到宇宙视界之外时,人类(或其他先进文明)应该考虑迁移到哪里。在5000万光年范围内,可以去室女座星系团,它所包含的物质比银河系多出一千倍。第二个最接近的是后发星系团,包含超过1000个星系,位于大约3.36亿光年外。
除了为宇宙加速膨胀提供一个解决方案之外,Loeb博士的研究还提供了一些有趣的可能性,关于寻找地外智慧生命(SETI)。事实上,如果已经有先进的文明为宇宙不可避免的膨胀做准备而进行迁移,它们可能会被各种各样的方式所探测到。
Loeb博士解释说,如果移动中的文明传递出强大的信号,那么我们就能看到它们向星系团迁移的证据。此外,通过计算那里的星系数量,他们发现星系团中先进文明的集中程度要比预计的大得多。定居在那里的生物可以建立更繁荣的社会,与地球上河流或湖泊附近的文明相类似。
最近这篇论文类似于Loeb博士在2011年进行的一项研究,标题为《超高速恒星的宇宙学》,发表在《宇宙学和天体粒子物理学》(Cosmology and Astroparticle Physics)杂志上。当时,Loeb博士正在研究因为宇宙加速膨胀,在遥远的未来,当所有银河系外光源将不再可见或可接近时,所发生的事情。
这项研究是2001年发表的一篇论文的后续,在那篇论文中,Loeb博士谈到了宇宙在数十亿年里会变成什么样子,标题为《银河系外天文学的长远未来》,发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。此后不久,Loeb博士和弗里曼戴森开始就如何解决这个问题进行了通信。
Loeb博士回忆道,十年前,他写了几篇关于宇宙长远未来的论文,也就是从现在开始的数万亿年。由于宇宙膨胀正在加速,他证明了一旦宇宙的年龄增长了10倍(大约从现在开始的1400亿年),本星系群之外的所有物质(本星系群包括银河系和仙女座星系,以及它们的卫星星系)将
超光速退行。2011年,他的一篇论文发表后,弗里曼戴森给他写了一篇文章并提出了一个巨大的宇宙工程项目,将我们周围的一个大范围区域集中到一个足够小的体积中,这样它会被自身的引力束缚在一起而不随宇宙的其他部分膨胀。
那时,Loeb博士指出,斯隆数字巡天计划(SDSS)收集的数据表明超级工程的尝试似乎没有发生。这是因为SDSS观测到的星系团不是过密的,也没有显示出特别高的速度。戴森博士对此很失望。
虽然这看起来像是一个非常遥远的顾虑,但它确实提出了一些有趣的问题,关于宇宙的长期演化以及智慧文明如何被迫适应。如果它为寻找地外智慧生命(ETIs)提供了一些额外的可能性,那就更好了。
如果目前还没有ETIs用宇宙工程项目为即将到来的“宇宙冬天”做准备,那么也许这是人类有朝一日可以计划解决的问题。