广告

卡尔达肖夫等级如何帮助我们在其他行星上找到生命

寻找地外生命始于 20 世纪 60 年代。卡尔达肖夫等级帮助研究人员确定生命在多大程度上是可探测的。

Avery Hurt
作者:Avery Hurt
Google NewsGoogle News Preferred Source
图片来源:3000ad/Shutterstock

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

尼古拉·卡尔达肖夫(Nikolai Kardashev),一位俄罗斯天体物理学家,是搜寻地外文明(SETI)的创始人之一。1964 年,卡尔达肖夫发表了一篇论文,提出了一种对行星能源使用进行分类的方法,该系统后来被称为卡尔达肖夫等级。

广告

1964 年卡尔达肖夫发表论文时,SETI 还是一个非常年轻的领域。但现在,越来越多的研究人员正在积极寻找表明银河系其他地方存在智慧生命的科技信号。

搜寻地外文明

Pinchen Fan 就是这些研究人员之一。Fan 是宾夕法尼亚州立大学的一名天体物理学家,她利用地面望远镜搜寻无线电和激光科技信号。

“一个技术先进的文明会留下它们存在的证据,”她说。“所以我们正在尝试寻找它们技术活动的证据。它们总会留下一些东西。”

尽管 SETI 已经存在了大约 60 年,但我们仍然没有探索过银河系的大部分区域。Fan 指出,杰森·赖特(Jason Wright)于 2018 年在宾夕法尼亚州立大学发表的一篇论文估计,SETI 搜索的空间与整个银河系相比,大约相当于一个热水浴缸与地球所有海洋的水量之比。

“我们把一个热水浴缸装满了海水,却没有找到任何鱼,”Fan 说。“但这并不意味着海洋里没有鱼。”


阅读更多:多元宇宙能否帮助我们找到外星生命?专家 Paul Sutter 解释


卡尔达肖夫等级

在使用卡尔达肖夫等级来发现地外生命时,它根据文明能够使用的能量量来衡量其技术进步水平。该等级将假设的文明分为三类。

I 型

这种文明利用其自身行星上可用的能源,但*仅限于*该行星上的能源。根据卡尔达肖夫的原始等级,这种文明的能源使用将与 20 世纪 60 年代人类的能源使用相匹配。

II 型

处于这个水平的文明可以利用其恒星的能量。一个拥有戴森球(围绕恒星建造以收集其能量的巨大结构)的文明将在卡尔达肖夫等级的 II 级。

广告

III 型

在这个阶段,一个文明可以利用其星系中*所有*恒星的能量,或许使用多个戴森球或一些目前无法想象的其他技术。

卡尔达肖夫承认他的数字是估计值。然而,这篇论文的重点并不在于精确说明每个级别的能源使用量,而在于利用当时可用的技术来估计地外智慧生命的可探测性。

广告

卡尔达肖夫写道,如果文明并非地球独有,那么利用无线电物理能力与其他文明进行接触的可能性是“完全现实的”。


阅读更多:宇宙中的其他生命:我们何时开始考虑这种可能性?


探测外星技术

即使先进文明确实存在,我们也可能因为几种原因找不到它们。出于某种原因(也许是害怕被其他文明殖民?),一个技术文明可能会故意试图降低其可探测性。

加州大学伯克利分校的天体生物学研究员兼前 SETI 观测员 Julia DeMarines 表示,你可以想象有几种方法可以做到这一点。她研究如何寻找外星生命。它们可能会使用最少量的地外通信,甚至决定根本不与地外通信。

广告

“你甚至可以想象一些很酷的科幻场景,比如它们会制造某种人造尘埃云来隐藏自己,”她说。

更有可能的是,我们至今尚未找到地外生命的原因是它们离我们太远,我们无法探测到它们。

DeMarines 解释说:“电磁信号会随着距离呈指数衰减,所以距离越远,我们可能收到的任何信号在到达我们的望远镜时都会变得难以理解,以至于任何可能被编码的信息,无论是有意还是无意,我们都可能无法理解。”

根据 DeMarines 的说法,全球发展也使得搜寻工作更加困难。射频干扰使得很难将信号从噪声中分离出来。

广告

DeMarines 说:“你试图在无线电静默区维护这些大型射电望远镜,但你仍然会受到本地或卫星通信的轰炸。”

我们仍然对地外生命可能呈现的科技信号知之甚少,但像卡尔达肖夫等级这样的框架有助于科学家们理解各种可能性,以便他们知道要寻找什么以及如何最好地寻找。

广告

阅读更多:新的SETI工具扩展了宇宙中对智慧生命的搜寻范围


文章来源

我们的Discovermagazine.com作家在文章中采用同行评审研究和高质量来源,我们的编辑会审阅科学准确性和编辑标准。请查看本文使用的以下来源

  • Avery Hurt

    Avery Hurt

    Avery Hurt 是一位自由科学记者,经常为 Discover Magazine 撰稿,报道神经科学、昆虫和微生物等主题的科学研究。

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章