第269章 太空望遠鏡（2）
而且這個遮擋天體所在的區域溫度遠高於地球，並不適合生命起源。
第五個主題：**哪些自然現象可以解釋這一異常，以及為何多數假說並不成立**。
這個天體的體積不可能是行星，但遮擋光線並不需要極大的質量，就像窗簾不需要比保齡球更重，卻能遮擋更多光線一樣。
最初的兩種猜想是大量彗星，或是行星碰撞產生的碎片雲。彗星體積很小，但反光性強，能遮擋大量光線；行星碰撞則會向太空拋散大量碎屑。
要知道，我們只觀測到了兩次亮度下降，例如一顆大型彗星從深空靠近恆星，750天後又遠離，就可能造成這樣的現象；也可能是一系列彗星受到外太陽系某個大天體的擾動，成群結隊地從恆星前方經過。
塔比星周圍約800個天文單位處，有一顆紅矮星伴星。作為對比，冥王星距離太陽僅約40個天文單位，比鄰星距離太陽約27萬多個天文單位。
因此，這顆紅矮星完全可能引發大規模的彗星擾動，形成持續數年、相對集中的碎片群。
第一次亮度下降遮擋了15%的星光，第二次遮擋了22%，不斷擴散的碎片雲完全可以造成這種效果。
行星碰撞事件雖然極其罕見，能觀測到純屬巧合，但我們並不清楚這類事件的實際發生概率。粗略估計，這類事件每10億年左右發生一次，碎片雲會存在數十年。
我們觀測了15萬顆恆星，發現一例這樣的現象，雖然概率不高，但遠不及中彩票那麼極端。
當然，科學家也尋找了相關證據，我們直到2017年5月才再次觀測到凌日現象，但任何大型碎片雲都會散射光線，且散射、反射的光線與吸收的光線總量，應該等於遮擋的光線總量。
即便是反光性很強的彗星，也會吸收大量光線。我們多次討論過戴森球和行星級城市的相關概念，天體吸收的光線會轉化為熱量，以紅外輻射的形式釋放，峰值波長約10微米，對應地球表面的溫度範圍。
照射到太空天體上的光線，未被反射的部分會使天體升溫，直到輻射的熱量與吸收的熱量達到平衡，這個平衡溫度對應特定的輻射峰值波長和光譜分布，我們可以據此進行觀測。
我們對液態水存在的溫度區間對應的輻射波段格外關注，因為這是可能存在生命的關鍵條件。
我們預期這些碎片雲會釋放出明顯的紅外輻射，行星碰撞產生的碎片雲溫度會更高，因為碰撞過程會釋放巨大的能量，類似月球形成時的那次撞擊。
此外，年老的恆星系統中，大型碰撞事件本就會越來越少，天體要麼穩定運行，要麼墜入恆星，要麼被拋出系統。
有人質疑彗星群假說，認為需要數量極其龐大的彗星才能造成如此大的光變，但我並不完全認同。雖然所需彗星數量確實驚人，但我們並不清楚太陽系遠端的奧爾特雲中存在多少冰質天體，其總質量可能遠超地球，且絕大部分是冰。
因此，這顆更大的恆星周圍可能存在更多冰質天體，而800個天文單位外的紅矮星完全可能引發大規模的彗星擾動。
甚至可能是一顆小型行星在解體過程中，拖拽著大量物質經過。冥王星和多數冰質矮行星本質上就是超大彗星。
但這一假說依然缺乏足夠的說服力。
另一種可能是巨型小行星帶，小行星單位質量遮擋的光線比行星更多，質量與地球相當的小行星群，遮擋的光線會遠超地球。
但這類結構通常是對稱的環狀，而非不規則的團狀，而且環狀結構會持續遮擋光線，不會出現周期性的、持續數天的光變。
不過，也可能存在極軸方向的環狀結構，或是成群運動的小行星群，類似特洛伊小行星群；也可能像木星那樣擁有龐大的衛星碎片環，或是像天王星一樣，環系統與黃道面垂直，從而遮擋大量光線。
還有一種可能是正在形成的原行星，但這一假說也並不理想，因為這需要恆星的年齡遠小於我們最初的判斷，而恆星年齡的測定本身就存在難度。
我們通常通過與恆星一同運動的鄰近恆星來判斷其年齡，但恆星並非始終保持原有的星團結構，很多恆星會脫離原星團，在銀河系中獨立運動，有些恆星從太陽誕生時就與太陽為伴，有些則只是短暫路過。
觀測到一群運動軌跡相近的恆星，能大幅提高年齡測定的準確度，但這一方法並非絕對可靠。
全網首發更新 讀小說就上 TW 看書網，𝓈𝒽𝓊.𝓉𝓌超順暢
接下來是第六個主題：**最新研究進展**。
我們目前無法確定塔比星的準確年齡，如果它比我們認為的更年輕，那麼原行星假說就有一定的可能性。
當然，即便在年老的恆星系統中，也可能發生天體碰撞後重新吸積形成新行星的情況，因此也可能存在冷卻後的碎片雲，但這兩種假說的可信度都不高。
科學家還查閱了這顆恆星的歷史照相底片，塔比星、WTF星這些名稱都是近年才出現的，這顆恆星早在一個多世紀前就被發現，並在克卜勒望遠鏡發射前就被多個星表收錄。
研究人員調取了超過1000張這片天區的歷史照片，對比塔比星與鄰近恆星的亮度變化，結果顯示，自1890年以來，這顆恆星的亮度下降了約20%，不過這一數據存在較大誤差。
另一項進展是，搜尋地外文明計劃（SETI）對這顆恆星進行了觀測，沒有發現任何人工信號。雖然科學家原本就對此不抱期望，但這一觀測依然是必要的。沒有檢測到信號，這一陰性結果同樣具有科學價值。
人們常說，外星文明可能使用加密信號、不用無線電，或是用雷射代替全向廣播，我們在費米悖論中討論過這些觀點。
但加密假說並不成立，原因很簡單：我們不需要破解加密代碼，就能判斷是否存在人為信號。更何況，如果這是人造結構，其存在本身就極其顯眼，毫無隱蔽性可言。
加密本身需要消耗資源，沒有特殊理由，不會對所有信號進行加密。如果目的是隱藏自身文明，卻建造一個能明顯遮擋恆星光線的巨型結構，無疑是自相矛盾的，就像狙擊手穿著迷彩服潛伏，卻每隔幾分鐘發射信號彈、用擴音器播放國歌一樣。
第七個主題：**如果這是巨型結構，可能是什麼類型**。
首先，它不可能是戴森球。
戴森球並非一個包裹恆星的剛性外殼，事實上，剛性外殼的結構並不合理，這也並非弗里曼·戴森最初提出的概念。
它可能是一個建造進度約1%的早期戴森群，但這類結構應該是對稱的。建造戴森群通常會先建造環形軌道群，逐步擴建，再增加新的軌道環，這種方式更易實現，因為軌道上的物體逃逸速度極低，移動幾乎不需要推力。
在戴森群的同一軌道環上移動，甚至只需要一套太空衣和一個滅火器就能實現。
話雖如此，任何戴森群都有建造起點，如果我們在太陽系中建造戴森群，可能會先從所謂的「行星雲」開始。
在這種情況下，母星周圍會先形成一個由軌道棲息地和太陽能收集器組成的集群，類似微型戴森群，呈現出團狀結構，這與塔比星的光變特徵較為吻合。
我個人並不認為塔比星的異常是巨型結構導致，但如果真是如此，我更傾向於這種早期戴森群的假說。
同理，如果是對行星進行大規模開採，也會在行星周圍形成龐大的軌道建築群和碎片雲。在太空採礦成本極低的情況下，微型隕石的威脅並不大，因為可以用冰和岩石為空間站加裝厚重的裝甲，我們在旋轉棲息地中討論過這一點。
此外，歷史觀測數據顯示，這顆恆星在過去一個世紀中持續變暗，也可能是整體分布相對對稱的結構，在開採某顆行星時形成了局部的遮擋。
但這裡存在一個核心問題：沒有理由在這顆恆星周圍建造巨型結構。我們沒有在這片區域發現任何大規模星際文明的跡象，克卜勒望遠鏡長期觀測這片天區，大量鄰近恆星都在觀測樣本中，沒有任何一顆恆星出現類似的異常。
在一顆壽命僅約30億年的恆星周圍演化出智慧生命，可能性微乎其微。即便這顆恆星比我們認為的更年輕，這種可能性也只會更低。
也就是說，這不可能是某個文明的母恆星系統，也沒有在這片區域發現存在星際帝國的證據，其他恆星都沒有出現相同的光變現象。
這就涉及到動機問題：為什麼會選擇一顆壽命短暫、已步入晚年的恆星，作為建造巨型結構的首選目標？即便是資源開採，也會優先選擇條件更優的恆星，而這片區域存在大量更合適的恆星。
或許這個文明只是在近百年內才抵達這裡，塔比星距離地球約1500光年，我們觀測到的過去一個世紀的亮度變化，對應的是羅馬帝國衰落時期的景象。
或許它們的母恆星系統就在附近，只是公轉平面沒有朝向地球，尚未形成完整的戴森群；或許它們剛剛開始開發周邊的恆星系統，塔比星是最早開發、且公轉平面恰好朝向地球的目標之一。
但這一猜想依然過於牽強：要麼是這個文明在極短時間內快速演化，要麼是只選擇了這一顆恆星進行開發，要麼是這是它們最早開發、且唯一被我們觀測到的目標。
即便第三種情況成立，一個能建造星際帝國、達到卡爾達肖夫Ⅱ型文明水平的智慧文明，距離地球如此之近，且恰好與人類文明在時間上同步開始擴張，而其他更古老的文明卻沒有任何跡象，這在概率上幾乎不可能。
如果1500光年外存在一個智慧文明，那麼以3000光年為半徑畫一個球體，體積是前者的8倍，恆星數量也多8倍，按概率計算，應該存在8個以上擁有科技文明的行星。
1500年在銀河尺度上只是一瞬間，這些文明中理應存在比它們更古老、發展更成熟的文明，這就變得極其不合理。
如果這不是母恆星系統，那麼這種巧合的概率，就相當於同一天被閃電擊中又中了彩票頭獎。
總而言之，我認為這是巨型結構的可能性極低，不僅因為它更可能是自然現象，更因為它完全不符合巨型結構的合理特徵。
李水旺新一期視頻：
今天我們的重點是**快子**——一種假想的超光速粒子，擁有**虛質量**；我們還會深入探討**時間旅行**，在進入蟲洞等其他主題之前，我們需要先把時間旅行講清楚。
我們聊了狹義相對論的基礎，探討了如何讓時間變慢，也澄清了人們在這個問題上常有的一些困惑。我們當時還談到了量子糾纏。今天我們會在這些概念的基礎上稍作拓展。
我們要來看三個新的簡易概念：**靜質量**、**洛倫茲因子**（用小寫希臘字母γ表示），以及大寫希臘字母β。
最後這個最簡單。當我們處理真正的相對論性速度時，我們總是以光速為參照——某個物體的速度是0.9倍光速，或是0.5倍光速，我們直接用β表示。
如果β=0.5，就意味著你在以光速的一半運動。這樣寫更省事，公式也更簡潔。
洛倫茲因子（即γ）也是同理。算出任意速度對應的γ值，你只需用它乘以或除以固有長度或固有時間，就能算出時間膨脹了多少、長度收縮了多少。
你也可以用它乘以靜質量，算出相對論性質量是多少。
靜質量是個簡單的概念，但有一些微妙之處。它字面意思就是物體靜止、沒有運動時測得的質量。
不過我們現在通常不用非靜質量、相對論性質量，而是保持靜質量不變，用物體的總能量來思考。
所以我們經常把能量、動量和靜質能結合起來使用。這讓γ變得方便得多，也意味著我們更習慣用γ和β來表述，因為它們的效應更直觀。
第五個主題：**哪些自然現象可以解釋這一異常，以及為何多數假說並不成立**。
這個天體的體積不可能是行星，但遮擋光線並不需要極大的質量，就像窗簾不需要比保齡球更重，卻能遮擋更多光線一樣。
最初的兩種猜想是大量彗星，或是行星碰撞產生的碎片雲。彗星體積很小，但反光性強，能遮擋大量光線；行星碰撞則會向太空拋散大量碎屑。
要知道，我們只觀測到了兩次亮度下降，例如一顆大型彗星從深空靠近恆星，750天後又遠離，就可能造成這樣的現象；也可能是一系列彗星受到外太陽系某個大天體的擾動，成群結隊地從恆星前方經過。
塔比星周圍約800個天文單位處，有一顆紅矮星伴星。作為對比，冥王星距離太陽僅約40個天文單位，比鄰星距離太陽約27萬多個天文單位。
因此，這顆紅矮星完全可能引發大規模的彗星擾動，形成持續數年、相對集中的碎片群。
第一次亮度下降遮擋了15%的星光，第二次遮擋了22%，不斷擴散的碎片雲完全可以造成這種效果。
行星碰撞事件雖然極其罕見，能觀測到純屬巧合，但我們並不清楚這類事件的實際發生概率。粗略估計，這類事件每10億年左右發生一次，碎片雲會存在數十年。
我們觀測了15萬顆恆星，發現一例這樣的現象，雖然概率不高，但遠不及中彩票那麼極端。
當然，科學家也尋找了相關證據，我們直到2017年5月才再次觀測到凌日現象，但任何大型碎片雲都會散射光線，且散射、反射的光線與吸收的光線總量，應該等於遮擋的光線總量。
即便是反光性很強的彗星，也會吸收大量光線。我們多次討論過戴森球和行星級城市的相關概念，天體吸收的光線會轉化為熱量，以紅外輻射的形式釋放，峰值波長約10微米，對應地球表面的溫度範圍。
照射到太空天體上的光線，未被反射的部分會使天體升溫，直到輻射的熱量與吸收的熱量達到平衡，這個平衡溫度對應特定的輻射峰值波長和光譜分布，我們可以據此進行觀測。
我們對液態水存在的溫度區間對應的輻射波段格外關注，因為這是可能存在生命的關鍵條件。
我們預期這些碎片雲會釋放出明顯的紅外輻射，行星碰撞產生的碎片雲溫度會更高，因為碰撞過程會釋放巨大的能量，類似月球形成時的那次撞擊。
此外，年老的恆星系統中，大型碰撞事件本就會越來越少，天體要麼穩定運行，要麼墜入恆星，要麼被拋出系統。
有人質疑彗星群假說，認為需要數量極其龐大的彗星才能造成如此大的光變，但我並不完全認同。雖然所需彗星數量確實驚人，但我們並不清楚太陽系遠端的奧爾特雲中存在多少冰質天體，其總質量可能遠超地球，且絕大部分是冰。
因此，這顆更大的恆星周圍可能存在更多冰質天體，而800個天文單位外的紅矮星完全可能引發大規模的彗星擾動。
甚至可能是一顆小型行星在解體過程中，拖拽著大量物質經過。冥王星和多數冰質矮行星本質上就是超大彗星。
但這一假說依然缺乏足夠的說服力。
另一種可能是巨型小行星帶，小行星單位質量遮擋的光線比行星更多，質量與地球相當的小行星群，遮擋的光線會遠超地球。
但這類結構通常是對稱的環狀，而非不規則的團狀，而且環狀結構會持續遮擋光線，不會出現周期性的、持續數天的光變。
不過，也可能存在極軸方向的環狀結構，或是成群運動的小行星群，類似特洛伊小行星群；也可能像木星那樣擁有龐大的衛星碎片環，或是像天王星一樣，環系統與黃道面垂直，從而遮擋大量光線。
還有一種可能是正在形成的原行星，但這一假說也並不理想，因為這需要恆星的年齡遠小於我們最初的判斷，而恆星年齡的測定本身就存在難度。
我們通常通過與恆星一同運動的鄰近恆星來判斷其年齡，但恆星並非始終保持原有的星團結構，很多恆星會脫離原星團，在銀河系中獨立運動，有些恆星從太陽誕生時就與太陽為伴，有些則只是短暫路過。
觀測到一群運動軌跡相近的恆星，能大幅提高年齡測定的準確度，但這一方法並非絕對可靠。
全網首發更新 讀小說就上 TW 看書網，𝓈𝒽𝓊.𝓉𝓌超順暢
接下來是第六個主題：**最新研究進展**。
我們目前無法確定塔比星的準確年齡，如果它比我們認為的更年輕，那麼原行星假說就有一定的可能性。
當然，即便在年老的恆星系統中，也可能發生天體碰撞後重新吸積形成新行星的情況，因此也可能存在冷卻後的碎片雲，但這兩種假說的可信度都不高。
科學家還查閱了這顆恆星的歷史照相底片，塔比星、WTF星這些名稱都是近年才出現的，這顆恆星早在一個多世紀前就被發現，並在克卜勒望遠鏡發射前就被多個星表收錄。
研究人員調取了超過1000張這片天區的歷史照片，對比塔比星與鄰近恆星的亮度變化，結果顯示，自1890年以來，這顆恆星的亮度下降了約20%，不過這一數據存在較大誤差。
另一項進展是，搜尋地外文明計劃（SETI）對這顆恆星進行了觀測，沒有發現任何人工信號。雖然科學家原本就對此不抱期望，但這一觀測依然是必要的。沒有檢測到信號，這一陰性結果同樣具有科學價值。
人們常說，外星文明可能使用加密信號、不用無線電，或是用雷射代替全向廣播，我們在費米悖論中討論過這些觀點。
但加密假說並不成立，原因很簡單：我們不需要破解加密代碼，就能判斷是否存在人為信號。更何況，如果這是人造結構，其存在本身就極其顯眼，毫無隱蔽性可言。
加密本身需要消耗資源，沒有特殊理由，不會對所有信號進行加密。如果目的是隱藏自身文明，卻建造一個能明顯遮擋恆星光線的巨型結構，無疑是自相矛盾的，就像狙擊手穿著迷彩服潛伏，卻每隔幾分鐘發射信號彈、用擴音器播放國歌一樣。
第七個主題：**如果這是巨型結構，可能是什麼類型**。
首先，它不可能是戴森球。
戴森球並非一個包裹恆星的剛性外殼，事實上，剛性外殼的結構並不合理，這也並非弗里曼·戴森最初提出的概念。
它可能是一個建造進度約1%的早期戴森群，但這類結構應該是對稱的。建造戴森群通常會先建造環形軌道群，逐步擴建，再增加新的軌道環，這種方式更易實現，因為軌道上的物體逃逸速度極低，移動幾乎不需要推力。
在戴森群的同一軌道環上移動，甚至只需要一套太空衣和一個滅火器就能實現。
話雖如此，任何戴森群都有建造起點，如果我們在太陽系中建造戴森群，可能會先從所謂的「行星雲」開始。
在這種情況下，母星周圍會先形成一個由軌道棲息地和太陽能收集器組成的集群，類似微型戴森群，呈現出團狀結構，這與塔比星的光變特徵較為吻合。
我個人並不認為塔比星的異常是巨型結構導致，但如果真是如此，我更傾向於這種早期戴森群的假說。
同理，如果是對行星進行大規模開採，也會在行星周圍形成龐大的軌道建築群和碎片雲。在太空採礦成本極低的情況下，微型隕石的威脅並不大，因為可以用冰和岩石為空間站加裝厚重的裝甲，我們在旋轉棲息地中討論過這一點。
此外，歷史觀測數據顯示，這顆恆星在過去一個世紀中持續變暗，也可能是整體分布相對對稱的結構，在開採某顆行星時形成了局部的遮擋。
但這裡存在一個核心問題：沒有理由在這顆恆星周圍建造巨型結構。我們沒有在這片區域發現任何大規模星際文明的跡象，克卜勒望遠鏡長期觀測這片天區，大量鄰近恆星都在觀測樣本中，沒有任何一顆恆星出現類似的異常。
在一顆壽命僅約30億年的恆星周圍演化出智慧生命，可能性微乎其微。即便這顆恆星比我們認為的更年輕，這種可能性也只會更低。
也就是說，這不可能是某個文明的母恆星系統，也沒有在這片區域發現存在星際帝國的證據，其他恆星都沒有出現相同的光變現象。
這就涉及到動機問題：為什麼會選擇一顆壽命短暫、已步入晚年的恆星，作為建造巨型結構的首選目標？即便是資源開採，也會優先選擇條件更優的恆星，而這片區域存在大量更合適的恆星。
或許這個文明只是在近百年內才抵達這裡，塔比星距離地球約1500光年，我們觀測到的過去一個世紀的亮度變化，對應的是羅馬帝國衰落時期的景象。
或許它們的母恆星系統就在附近，只是公轉平面沒有朝向地球，尚未形成完整的戴森群；或許它們剛剛開始開發周邊的恆星系統，塔比星是最早開發、且公轉平面恰好朝向地球的目標之一。
但這一猜想依然過於牽強：要麼是這個文明在極短時間內快速演化，要麼是只選擇了這一顆恆星進行開發，要麼是這是它們最早開發、且唯一被我們觀測到的目標。
即便第三種情況成立，一個能建造星際帝國、達到卡爾達肖夫Ⅱ型文明水平的智慧文明，距離地球如此之近，且恰好與人類文明在時間上同步開始擴張，而其他更古老的文明卻沒有任何跡象，這在概率上幾乎不可能。
如果1500光年外存在一個智慧文明，那麼以3000光年為半徑畫一個球體，體積是前者的8倍，恆星數量也多8倍，按概率計算，應該存在8個以上擁有科技文明的行星。
1500年在銀河尺度上只是一瞬間，這些文明中理應存在比它們更古老、發展更成熟的文明，這就變得極其不合理。
如果這不是母恆星系統，那麼這種巧合的概率，就相當於同一天被閃電擊中又中了彩票頭獎。
總而言之，我認為這是巨型結構的可能性極低，不僅因為它更可能是自然現象，更因為它完全不符合巨型結構的合理特徵。
李水旺新一期視頻：
今天我們的重點是**快子**——一種假想的超光速粒子，擁有**虛質量**；我們還會深入探討**時間旅行**，在進入蟲洞等其他主題之前，我們需要先把時間旅行講清楚。
我們聊了狹義相對論的基礎，探討了如何讓時間變慢，也澄清了人們在這個問題上常有的一些困惑。我們當時還談到了量子糾纏。今天我們會在這些概念的基礎上稍作拓展。
我們要來看三個新的簡易概念：**靜質量**、**洛倫茲因子**（用小寫希臘字母γ表示），以及大寫希臘字母β。
最後這個最簡單。當我們處理真正的相對論性速度時，我們總是以光速為參照——某個物體的速度是0.9倍光速，或是0.5倍光速，我們直接用β表示。
如果β=0.5，就意味著你在以光速的一半運動。這樣寫更省事，公式也更簡潔。
洛倫茲因子（即γ）也是同理。算出任意速度對應的γ值，你只需用它乘以或除以固有長度或固有時間，就能算出時間膨脹了多少、長度收縮了多少。
你也可以用它乘以靜質量，算出相對論性質量是多少。
靜質量是個簡單的概念，但有一些微妙之處。它字面意思就是物體靜止、沒有運動時測得的質量。
不過我們現在通常不用非靜質量、相對論性質量，而是保持靜質量不變，用物體的總能量來思考。
所以我們經常把能量、動量和靜質能結合起來使用。這讓γ變得方便得多，也意味著我們更習慣用γ和β來表述，因為它們的效應更直觀。