20世紀(jì)初，美國天文學(xué)家埃德溫·哈勃通過觀測星系的紅移發(fā)現(xiàn)了一個重要的現(xiàn)象，即遙遠(yuǎn)的星系離我們越遠(yuǎn)，它們的光譜就越向紅移。這一觀測結(jié)果被稱為哈勃定律，表明宇宙正在膨脹。
這是一個重要的發(fā)現(xiàn)，愛因斯坦得知后，對自己在廣義相對論中引入的宇宙常數(shù)項感到非常后悔，并將其稱為"最大的錯誤"。他認(rèn)識到，宇宙膨脹的事實使得宇宙常數(shù)項不再必需，而且其引入似乎是一種人為的修正。
除了哈勃的觀測結(jié)果和理論模型，宇宙膨脹還有大量其他的證據(jù)支持。其中最具決定性的是宇宙微波背景輻射（Cosmic Microwave Background, CMB）。
1965年，美國貝爾實驗室的天體物理學(xué)家亞諾·彭齊亞斯（Arno Penzias）和羅伯特·威爾遜（Robert Wilson）使用微波接收器進(jìn)行無線電波的研究。然而，他們在這個實驗中遇到了一個問題：無論如何調(diào)整，都無法消除一個穩(wěn)定的噪音源。
最初，彭齊亞斯和威爾遜認(rèn)為這個噪音源是來自地球或?qū)嶒炇以O(shè)備的干擾。但經(jīng)過多次排除其他干擾因素后，他們意識到這個噪音源來自宇宙本身，也就是說這就是宇宙微波背景輻射。
彭齊亞斯和威爾遜的發(fā)現(xiàn)被廣泛認(rèn)可，并于1978年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。自此，科學(xué)家們基于宇宙大爆炸理論，開始了大量的研究。然而最近的研究結(jié)果卻顯示：宇宙中94%的星系已經(jīng)與地球失聯(lián)。
簡單來說，宇宙正在超光速膨脹，離地球越遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離地球的速度越快。
信息在宇宙中的傳播速度上限就是光速，也就是每秒29.9萬公里。而宇宙本身膨脹的速度已經(jīng)超過了光速，這就導(dǎo)致遠(yuǎn)方星系發(fā)出的光子始終無法飛到地球。根據(jù)估算，可觀測宇宙大約有2萬億個星系，這意味著其中1.86萬億個星系已經(jīng)與地球失聯(lián)。我們現(xiàn)在、將來都無法知曉它們的具體情況，更無法得知它們之中的星球是否有智慧生命的存在。這意味著人類的孤獨，而其實費(fèi)米悖論早就告訴了我們這一點。
費(fèi)米悖論可以歸結(jié)為兩個經(jīng)典的問題：
在已知宇宙至少有700垓顆恒星，銀河系也大約有大約2500億顆恒星，即使智慧生命以很小的概率出現(xiàn)在圍繞這些恒星的行星中，那么僅僅在銀河系內(nèi)就應(yīng)該有相當(dāng)大數(shù)量的文明存在。那么為什么我們還沒有發(fā)現(xiàn)外星人或者外星物品？考慮到有很多恒星比太陽年齡更大，外星人比人類擁有更多發(fā)展時間，那么為什么我們現(xiàn)在還沒被星際殖民？
第二個問題是，為什么我們看不到智慧生命的跡象？因為足夠高等的文明應(yīng)該能在可觀測宇宙的較大范圍內(nèi)被看見。然而盡管我們在尋找外星生命方面進(jìn)行了大量的努力，通過無線電波和光學(xué)信號搜尋宇宙中的跡象，但目前我們?nèi)陨形唇邮盏娇煽康耐庑切盘枴?/p>
基于以上兩個問題，費(fèi)米悖論否定了外星文明的存在。即地球是特殊的，茫茫宇宙很可能只有人類擁有智慧，這是何等的孤獨？不過別忙著傷感，費(fèi)米悖論其實已經(jīng)被我國作家劉慈欣的黑暗森林法則破解了。
劉慈欣把宇宙比喻為一片黑暗的森林，森林中有許多獵人。在這個黑暗的環(huán)境中，每個獵人都不知道其他獵人的具體位置和意圖，只能假設(shè)其他獵人都可能是敵對的。
因此為了自我保護(hù)，他們會盡量保持隱蔽，不發(fā)出任何聲音和信號。
類似的，宇宙中的文明也可能面臨著未知的敵對文明的存在，因此為了自身的安全，它們可能會選擇保持沉默，不向外界發(fā)送任何信號。
這個法則表達(dá)了一種自我保護(hù)和利己主義的觀點，認(rèn)為在宇宙中存在著未知的危險，文明之間的接觸可能導(dǎo)致滅亡。因此，人類或其他智慧生命應(yīng)該謹(jǐn)慎行事，避免主動向外界發(fā)送信號，以免被潛在的敵對文明發(fā)現(xiàn)并遭受攻擊。
這也就是說，其他智慧文明很可能也明白這個法則，所以他們在盡量隱藏自己，所以我們至今無法真正意義上發(fā)現(xiàn)外星人和相關(guān)痕跡。
基于此，再加上宇宙的超光速膨脹讓各個星系不斷遠(yuǎn)離，我們發(fā)現(xiàn)地外文明的可能性正在飛速降低。那么到底是什么導(dǎo)致了這種超光速膨脹，未來有沒有可能這種限制呢？
當(dāng)我們凝視夜空中的星辰時，我們常常陷入對宇宙的追問。這個廣袤無垠的宇宙隱藏著許多謎團(tuán)，其中之一就是暗物質(zhì)。在宇宙中，暗物質(zhì)是一種神秘而難以捉摸的存在，它不發(fā)光，也不與電磁波相互作用，因此無法直接觀測到。那么，什么是暗物質(zhì)？為什么它如此重要？
讓我們來了解一下目前對暗物質(zhì)的定義。暗物質(zhì)是一種假設(shè)的物質(zhì)形式，占據(jù)整個宇宙中大部分的質(zhì)量。雖然我們不能直接觀測到暗物質(zhì)，但通過觀察星系旋轉(zhuǎn)、宇宙背景輻射以及大尺度結(jié)構(gòu)的分布，科學(xué)家們認(rèn)為它必然存在。宇宙背景輻射我們已經(jīng)說過，根據(jù)現(xiàn)有觀測，宇宙微波背景輻射的溫度起伏與可見物質(zhì)的分布不完全一致，這可能是由于暗物質(zhì)的存在對宇宙的引力影響所導(dǎo)致的。
此外根據(jù)牛頓的引力定律，星系內(nèi)部的物質(zhì)應(yīng)該按照一定的規(guī)律隨距離遠(yuǎn)近而減弱。然而，觀測顯示星系的旋轉(zhuǎn)速度在遠(yuǎn)離中心的區(qū)域并沒有減小，而是保持相對恒定。為了解釋這一現(xiàn)象，科學(xué)家提出了暗物質(zhì)的概念，認(rèn)為星系周圍存在著不可見的物質(zhì)，它通過引力影響星系的運(yùn)動。而且如果只考慮可見物質(zhì)，無法解釋宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)（如星系團(tuán)、超星系團(tuán)）的形成和分布。暗物質(zhì)則被認(rèn)為是促使這些結(jié)構(gòu)形成的重要因素。
我們所認(rèn)知的部分大概只占宇宙的4%，暗物質(zhì)占了宇宙的23%，還有73%是一種導(dǎo)致宇宙加速膨脹的暗能量。2022年，美國天體物理學(xué)家確認(rèn)宇宙由大約三分之二的暗能量和三分之一的物質(zhì)組成，物質(zhì)主要以暗物質(zhì)的形式，在過去數(shù)十億年中加速膨脹，促成了宇宙的超光速膨脹。暗物質(zhì)如此厲害，有沒有可能被人類掌控呢？
為了了解這種神秘的物質(zhì)，我國在四川省涼山州的大山深處建立了中國錦屏地下實驗室。它利用為水電站修建的錦屏山隧道建成，其垂直巖石覆蓋達(dá)2400米，是世界上巖石覆蓋最深的地下實驗室。在這里，宇宙射線的干擾被降到最低，可謂是探測暗物質(zhì)的最佳環(huán)境。目前，清華大學(xué)和上海交大兩個實驗組已先后入駐地下實驗室，開啟了暗物質(zhì)的探測與研究。
據(jù)資料顯示，美國、英國、法國、意大利、加拿大、日本等許多國家都已經(jīng)建立了相關(guān)實驗室。其中美國最早，2009年美國就在南達(dá)科他州2400米的地下建立了黑山實驗室，使用液體氙探測器尋找暗物質(zhì)粒子。日本2010年緊隨其后，建設(shè)了XMASS地下實驗室。此外，意大利格蘭薩薩國家實驗室也進(jìn)行著一系列的實驗研究。各國爭前恐后的目的，都在于希望能夠成為在世界上最早發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的國家。
因為暗物質(zhì)是物質(zhì)最深層次的奧秘。掌握了它就像人掌握了電，你在明朝能想象到現(xiàn)在的電視、電腦嗎？而暗物質(zhì)比電的能量更強(qiáng)大，我們無法估算它到底有多大作用。畢竟它能推動宇宙超光速膨脹，那么我們借此突破超光速星際航行也未嘗不可能。
宇宙正在超光速膨脹，這意味著已知的大部分星系正在飛速遠(yuǎn)離地球。人類探索地外文明已經(jīng)很難了，若再不能解決這個問題，說不定就只能孤獨到最后。直徑幾百億光年的宇宙，超達(dá)2萬億個行星系，一束光從宇宙這頭跑幾百億年才能跑到那頭,中間要經(jīng)過2萬億個星系,但是只有在地球的時候才能遇到人,光經(jīng)過地球連一秒鐘都不要,幾百億年里只有一秒鐘會遇到人,這難道不孤獨嗎？
暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，是壞消息也是好消息。未來隨著人類科技的進(jìn)步，說不定有一天真能掌握暗物質(zhì)。屆時徹底解開宇宙的奧秘，借此實現(xiàn)超光速飛行也未嘗不可能。屆時我們也就有機(jī)會，替光去發(fā)現(xiàn)未知，看看它幾百億年里到底有幾秒會遇到人。
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