红色天空悖论会让你质疑我们在宇宙中的位置

　　在大宇宙尺度上，我们宇宙的小角落并不是那么特别——这个想法是哥白尼原理的核心。然而，我们星球的一个主要方面确实很奇特：我们的太阳是一颗黄矮星。
　　因为我们的母星是我们最熟悉的恒星，所以很容易假设黄矮星和白矮星（FGK 矮星）在宇宙的其他地方很常见。然而，它们远不是银河系中数量最多的恒星。那根特殊的羽毛属于另一种恒星——红矮星（M dwarfs）的帽顶。
　　红矮星不仅 占银河系所有恒星的75%，而且比太阳这样的恒星更冷、寿命更长。活了很多很多。
　　我们预计太阳的寿命约为 100 亿年；预计红矮星的寿命为数万亿。事实上，在自大爆炸以来的整个 134 亿年中，没有一个主序列寿命结束。
　　由于红矮星如此丰富，如此稳定，而且我们不应该自动认为自己在宇宙中很特别，因此我们没有围绕红矮星运行这一事实应该有点令人惊讶。然而，我们在这里，绕着一颗不那么常见的黄矮星运行。
　　这一点，根据纸张由哥伦比亚大学的天文学家大卫·基平，是红色的天空悖论-一个推论的费米悖论，哪些问题，为什么我们还没有发现任何其他形式的智能生命，赫然出现在大广宇宙.
　　＂解决这个悖论，＂他写道，＂将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。＂
　　艺术家对围绕红矮星 TRAPPIST-1 运行的行星系统的印象。（马克·加里克/科学照片库/盖蒂图片社）
　　红矮星是寻找外星生命的诱人前景。它们不像类太阳恒星那样燃烧，这意味着任何围绕它们运行的 系外行星都需要更接近于达到可居住的温度。反过来，这可能会使任何此类系外行星更容易被发现和研究，因为它们绕恒星运行的频率比地球绕太阳运行的频率更高。
　　事实上，天文学家已经在这个宜居带中发现了相当多的岩石系外行星——如地球、金星和火星——围绕红矮星运行。其中一些甚至比较接近。这是诱人的东西，而且看起来红矮星至少应该在某个地方承载生命，这就是天体生物学家正在寻找的原因。
　　在他的论文中，基平为＂红天悖论＂提出了四个解决方案。 决议一：不寻常的结果
　　首先是，好吧，我们只是一个该死的怪人。如果生命在两种恒星周围出现的速度相似，那么地球就是一个异常值，而我们绕太阳运行的出现只是随机的，概率为 100 分之一。
　　这会与哥白尼原理产生紧张关系，该原理指出宇宙中没有特权观察者，我们在其中的位置非常正常。对于我们来说是异常值会表明我们的位置 不是 那么正常。
　　这个答案并非不可能，但也不是一个特别令人满意的答案。其他三个决议提供的答案不仅更令人满意，而且实际上可以进行测试。 决议二：红色天空下的禁锢生命
　　根据这项决议，基平认为黄矮星比红矮星更适合居住，因此，红矮星周围出现生命的频率要低得多——大约少 100 倍。有很多理论证据支持这个想法。例如，红矮星往往很吵闹，有很多耀斑活动，而且往往没有类似木星的行星。
　　＂许多理论工作质疑 M 矮星复杂生命的合理性，人们对潮汐锁定和大气坍塌、恒星活动影响的暴露增加、主序前阶段延长以及潜在有益的木星大小的缺乏表示担忧。同伴，＂基平写道。
　　＂在此基础上，有很好的理论推理来支持决议 II，尽管我们强调它在观察上仍未得到证实。＂
　　艺术家对红矮星释放超级耀斑的印象。（美国宇航局戈达德太空飞行中心/S. Wiessinger） 决议三：复杂生命的截断窗口
　　在这里，争论是生命根本没有足够的时间在红矮星周围出现。
　　这似乎与直觉相反，但它与恒星开始融合氢之前的主序前阶段有关。在这种状态下，恒星燃烧得更热更亮；对于红矮星来说，它会持续大约 10 亿年。在此期间，任何可能宜居的世界都可能引发失控的永久性温室效应。
　　这可能意味着复杂生物学出现在白矮星和黄矮星的岩石行星上的时间比在红矮星上长得多。 决议 IV：缺乏淡红点
　　最后，虽然大约 16% 的有系外行星的红矮星被列为在宜居带内拥有岩石系外行星，但也许这些世界并不像我们想象的那么普遍。我们的调查对质量最大的红矮星进行取样，因为它们是最明亮、最容易研究的；但是，如果我们对其知之甚少的棘手系外行星没有宜居带岩石系外行星呢？
　　由于低质量红矮星实际上是数量最多的，这可能意味着宜居带岩石系外行星在红矮星周围的频率是黄矮星周围的 100 倍。
　　＂在这种情况下，智慧生命在宇宙中很少见，并且普遍存在于 M 和 FGK 矮星之间，但 M 矮星周围的宜居世界至少比 FGK 少两个数量级，＂基平写道。
　　＂两个数量级是一个相当大的差异，这使得这是一个特别有趣的解释。这将要求在 M 矮星周围的许多已知地球大小的温带行星中的绝大多数在某种程度上不适合生命生存，或者晚型行星M矮星（低质量端）很少拥有宜居星球。＂
　　艺术家对围绕红矮星比邻星运行的宜居世界的印象。（马克·加里克/科学照片库/盖蒂图片社）
　　甚至有可能答案在于其中的几个分辨率，这将使任何一个领域的影响不那么明显。我们可能很快就能获得确认。例如，随着我们的技术进步，我们将能够更好地观察质量较低的红矮星，并在它们周围的轨道上寻找行星。
　　这样做之后，如果我们发现岩石系外行星，我们可以仔细研究它们的潜在宜居性，确定它们是否在宜居带内运行，以及那里的生命是否会受到恒星过程的阻碍。
　　＂最终，＂基平写道，＂解决红色天空悖论是天体生物学和 SETI 的核心兴趣所在，这意味着将我们的资源奉献给哪些恒星，以及提出一个关于地球生命的性质和极限的基本问题。宇宙。＂