天文学家在研究宇宙时,一直遵循着一个非常重要的原理,叫做天文学第一原理,意思是说:地球在宇宙中并不特殊。
既然地球并不特殊,那这就意味着地球不是宇宙中唯一能够诞生生命以及文明的星球,而且地球文明也不是最高等级的文明。
既然如此,那么,宇宙中的文明能达到什么等级呢?1964年,苏联的天文学家尼古拉.卡尔达舍夫针对这个问题做了一个设想,他认为一个星球文明的程度高低,和他们能够使用的能量总量息息相关,根据这个思路,他提出了外星文明应该存在着3个等级,这就是卡尔达舍夫等级。我们具体来看一下。
1级文明
我们知道,能量意味着生产力,当一个文明能够利用的能量越多,他们的科学技术就越先进。卡尔达舍夫认为,当一个星球能够达到1级文明时,他们应该能够使用自身所在行星的全部能源。
以地球为例,我们知道,地球文明能够使用的能量总量,也是随着文明发展逐渐越来越多的。比如:远古时期人类使用的能量来源主要是木柴,但是这些能量使用过程中会产生大量浪费;工业革命后,人类又开始利用煤炭、石油、天然气等等,这些能量虽然提高了人类的生产效率,但是这些能源总量是有限的,不能满足人类日益高涨的能量需求。
目前,人类又开始使用太阳能、风能等一系列清洁能源,以及核能这样的高效能能源。
人类每一次获得更加高效地能源时,科学技术就会新增加一个高度。但是人类目前所能够使用的能源,还不足以把人类送出太阳系,这意味着我们使用的能源还不够高效。
以核能为例,根据爱因斯坦质能方程:E=mc?,也就是,能量=质量*299792458m/s?,按理说这个转化效率已经非常高效了,但目前,整个过程中,质量的利用率只有0.7%,意思就是核聚变过程中只有0.7%的质量等价为能量释放出去。
这也意味着人类目前没有步入1级文明,而是停留在0.75级文明。
2级文明
如果一个星球的文明达到了2级,那么他们将会利用整个恒星系的能量。
我们知道,地球能量主要来源于太阳,太阳通过辐射,将能量传递给了地球,之后被地球接受并利用。
但是地球能够利用的太阳能总量有限,每秒钟大约只能接受太阳辐射总能量的22亿分之一,如果换算成人民币的话,就代表着太阳每秒钟会向宇宙撒70多亿人民币,但地球每秒钟只能接收到3毛钱,大量的太阳能辐射都被浪费了。
如果一个星球能够达到2级文明,那么他们为了更加高效地利用能量,会制造一些人造太阳能接收器,在太阳四周安装,这样太阳散发的能量将全部被太阳能光板接受到,并被该文明所利用。
这个理论,就是1960年弗里曼.戴森所提出的戴森球理论。后人也把这个装置称为:戴森球。
如果一个文明真的达到了这种程度,那么由于戴森球的阻挡,宇宙中其他文明站在远处观测该恒星系,该恒星系散发的电磁波会出现异常,将会被其他文明探测到,因此推算出该恒星系存在着高级文明。
人类也是利用这个手段来探测宇宙中的高级文明,目前人们已经在宇宙中探测到了17个类似于戴森球的天体,但这些天体上有没有高级文明,目前我们还不得而知。
3级文明
如果一个星球能够演化出3级文明,那么该星球所在的整个星系的能量都将会被他们利用。
比如:如果地球生命演化出3级文明,那么地球人将会把整个银河系的能量都为我所用。届时不光只有太阳周围会装置戴森球,可能整个银河系1000-4000亿颗恒星上,都会装置戴森球。
除此之外,3级文明还将能够实现星际旅行与星际殖民,甚至可能将所有的科学幻想都成真,比如:穿越时空,虫洞穿越。
科学家还根据不同的文明等级,给出了不同的毁灭方式:
0级文明毁灭的方式可能是各种自然灾害、食物短缺或者流行疾病。
1级文明的毁灭方式是太阳活动的剧变,小行星撞地球等重大环境变化。
2级文明的毁灭方式是星际战争,以及被附近超新星爆发,黑洞撕裂等。
到了3级文明后,以上这些都不足以摧毁他们,因为它们已经实现了星际穿越,或许只有宇宙热寂等他们才会消失。也就是说,他们将实现寿与天齐,而这里的天是指宇宙的死亡。