我們完全有理由懷疑生命在我們的宇宙中很常見，但是為什么我們從未發(fā)現(xiàn)過其他生命存在的跡象？這個問題幾乎自現(xiàn)代天文學誕生以來，就一直困擾著天文學家和宇宙學家，也是費米悖論的核心問題。部分科學家聲稱，如果過去的某個時候在我們的銀河系中出現(xiàn)了高級生命，我們應該能在某個地方看到它們活動的跡象。另一方面，也有很多人認為先進的外星文明會選擇使它們不那么引人注目的活動和地點。

最近，一個德國——格魯吉亞研究小組提出，先進的外星文明（ETC）可以使用黑洞作為量子計算機。從計算的角度來看，這是合理的，且為我們在觀察宇宙時無法看到明顯活動提供了解釋。

這項研究由Max Planck物理研究所的理論物理學家、慕尼黑大學的物理學主席Gia Dvali和第比利斯自由大學的物理學教授Zaza Osmanov以及格魯吉亞國家天體物理天文臺和SETI研究所的研究員合作進行。他們的研究論文已經(jīng)在網(wǎng)上發(fā)布，正在《國際天體生物學雜志》中過審。

1960年，提出德雷克方程的著名天體物理學家Frank Drake博士領導進行了第一次SETI研究（Project Ozma），該研究借助綠岸天文臺26米高的射電望遠鏡，收聽來自附近Tau Ceti和Epsilon Eridani恒星系統(tǒng)的無線電信號。

由于無線電波能夠在星際空間中傳播，絕大多數(shù)SETI項目都致力于尋找無線電技術信號。但許多研究人員指出，這種有限的關注是SETI未能找到任何技術信號特征的主要原因之一。Devali和Osmanov解釋道：“目前，我們主要尋找無線電信息，但整個技術信號的‘光譜’可能要廣泛得多。例如，來自巨型結構的紅外或光學發(fā)射也圍繞脈沖星，白矮星和黑洞建造。眼下最新的‘方向’必須是尋找這些信號的異常光譜變化，這也將它們與一般的天體物理區(qū)分開來?！?/p>

近年來，天文學家和天體物理學家建議通過尋找其他技術特征來擴大搜索范圍。例如通信外星智能（METI），其中包括定向能（激光）、中微子發(fā)射、量子通信和引力波。而在Devali和Osmanov的研究中，他們選擇尋找完全不同的東西：大規(guī)模量子計算的證據(jù)。高速發(fā)展的量子計算擁有遠超數(shù)字計算的處理信息速度，同時不被解密影響，假設先進的文明可以將這項技術應用于更大的規(guī)模是完全合乎邏輯的。Devali和Osmanov說：

“無論一個文明多么先進，或者它們的粒子組成和化學成分與我們有多么不同，我們都通過量子物理定律和引力定律相連接。這些定律告訴我們，最有效的量子信息存儲是黑洞。

“盡管我們最近的研究表明，理論上可能存在由非引力相互作用產(chǎn)生的設備，這些設備也會使信息存儲的能力飽和（所謂的“saturons”），但黑洞明顯要優(yōu)于他們。相應地，任何足夠先進的ETI都應該使用它們進行信息存儲和處理?！?/p>

這個想法建立在諾貝爾獎獲得者Roger Penrose的基礎之上，他提出了利用人體工程層從黑洞中提取無限能量的著名理論。一些研究人員認為，這可能是先進ETI的終極動力源。Devali和Osmanov也指出黑洞可能是量子計算的最終載體，是基于以下概念：①文明的進步與其計算性能水平直接相關；②存在某些計算進步的通用標記，可以用作SETI的潛在技術特征。

利用量子力學的原理，Dvali和Osomanov解釋了黑洞如何成為量子信息最有效的電容器。這些黑洞可能是人造的、微型的，而且比自然產(chǎn)生的、巨型的黑洞更活躍。他們指出：“通過分析信息檢索時間的簡單縮放特性，我們發(fā)現(xiàn)ETI投入精力創(chuàng)建微觀黑洞能更好的優(yōu)化信息量和處理時間。首先，微觀黑洞擁有更高的強度和更高的霍金輻射能量譜輻射。其次，這種黑洞必須通過加速器中的高能粒子碰撞來制造。這種制造必然伴隨著高能輻射特征。”

霍金輻射是為了紀念已故的斯蒂芬·霍金而命名的，理論上由于相對論量子效應，它會在黑洞的視界之外釋放。Dvali和Osomanov認為，由此產(chǎn)生的霍金輻射本質上是“公平的”，這意味著它會產(chǎn)生許多不同種類的亞原子粒子，且這些粒子可以被現(xiàn)代儀器檢測到：

“霍金輻射的偉大之處在于，它在所有現(xiàn)有的粒子物種中都是通用的。因此，ETI量子計算機必須輻射‘普通’粒子，如中微子和光子。特別是具有超強穿透力的中微子，它很難被篩除，因此可以作為優(yōu)秀的信使。

這便提供了ETI的‘指紋’：其形式是非常高能量的中微子通量，這些中微子來自存儲微型黑洞信息的霍金輻射，以及制造它們的碰撞‘工廠'。輻射的霍金成分預計將是非常高能量的黑體光譜的疊加。在研究中，我們已經(jīng)表明IceCube天文臺可以潛在地觀察到這種技術特征。然而，這只是SETI非常令人興奮的潛在方向之一?！?/p>

在許多方面，這一理論呼應了天體物理學家、數(shù)學家John D. Barrow在1998年提出的巴羅量表的邏輯。作為卡爾達肖夫量表的修訂版，巴羅量表表明，文明的特征不應是它們對外太空（即行星、太陽系、星系等）的物理掌握，而是對內部空間的掌握——即分子、原子和量子領域。這個尺度是超越假說的核心，表明ETI將“超越”我們所能認識到的任何東西。

這個理論的另一個令人興奮的方面，就是它為費米悖論提供了另一種可能的解決方案。正如他們解釋的那樣：“到目前為止，我們完全忽略了SETI的自然方向，即人造黑洞霍金輻射產(chǎn)生的高能中微子和其他粒子。因此，對這種高能粒子的各種實驗搜索可能會為宇宙可觀測部分內ETI的存在打下極其重要的基礎?！?/p>

簡而言之，當我們觀察宇宙時只能得到“一片沉默”，因為我們一直在尋找錯誤的技術特征。畢竟，如果外星生命已經(jīng)超越了人類，那么它們早就超越了無線電通信和數(shù)字計算。這個理論的另一個優(yōu)點是，它不需要適用于所有的ETI來解釋為什么我們迄今為止還沒有聽到任何文明的消息。

考慮到計算進步的指數(shù)速度（以人類為模板），先進文明可能有一個很短的窗口，以無線電波長進行廣播。這是德雷克方程的關鍵部分：L參數(shù)，它指的是文明必須向太空釋放可探測信號的時間長度。這項研究為SETI調查提供了未來可尋找的另一個潛在的技術特征。費米悖論仍然存在，但我們只需要找到一個高級生命的跡象就可以解決它。

編譯：穎茜

編輯：慕一