天体物理学家探索大气中的氧气与探测遥远行星上的外星技术之间的联系

为了了解地球以外生命的潜力，研究人员正在扩大搜索范围，不仅包括生物标记，还包括技术标记。虽然天体生物学家早已认识到氧气对于我们所知的生命的重要性，但氧气也可能是在行星范围内解锁先进技术的关键。

在《自然天文学》上发表的新观点中，罗切斯特大学海伦·F. 和弗雷德·H. 高文物理与天文学教授、《外星人小书》(Harper，2023 年)一书的作者 Adam Frank 和 Amedeo Balbi 表示：意大利罗马托尔维加塔大学天文学和天体物理学副教授概述了大气中的氧气与遥远行星上先进技术的潜在崛起之间的联系。

“我们已经准备好在外星世界寻找生命的特征，”弗兰克说。“但是行星上的条件如何告诉我们智能、技术产生的生命的可能性呢?”

“在我们的论文中，我们探讨了是否有任何大气成分与先进技术的存在相兼容，”巴尔比说。“我们发现对大气的要求可能相当严格。”

点燃宇宙技术圈

弗兰克和巴尔比认为，除了多细胞生物呼吸和新陈代谢的必要性之外，氧气对于产生火也至关重要，而火是技术文明的标志。他们深入研究了“技术圈”的概念，这是先进技术的广阔领域，可以发出外星智慧的迹象(称为“技术签名”)。

在地球上，技术的发展要求能够轻松进行露天燃烧，这是火的核心过程，通过将燃料和氧化剂(通常是氧气)结合来燃烧某些东西。无论是烹饪、锻造金属结构、制造家庭材料，还是通过燃烧燃料利用能源，燃烧一直是工业社会背后的驱动力。

回顾地球的历史，研究人员发现，只有当大气中的氧气含量达到或超过 18% 时，火的受控使用以及随后的冶金进步才有可能实现。这意味着只有氧浓度较高的行星才能够发展先进的技术圈，从而留下可检测的技术特征。

氧气瓶颈

生物维持复杂生命和智力所需的氧气水平并不像技术所需的水平那么高，因此，虽然一个物种可能能够在没有氧气的世界中出现，但它无法成为技术物种。给研究人员。

弗兰克说：“在一个没有氧气的世界里，你也许能够获得生物学，甚至可能获得智慧生物，但如果没有现成的火源，你永远不会发展出更高的生物体。”技术，因为更高的技术需要燃料和熔化。”

进入“氧气瓶颈”，这是研究人员创造的一个术语，用于描述将能够培育技术文明的世界与那些无法培育技术文明的世界区分开来的关键阈值。也就是说，氧气水平是阻碍先进技术出现的瓶颈。

弗兰克说：“大气中存在的高浓度氧气就像一个瓶颈，你必须克服这个瓶颈才能拥有一个技术物种。” “你可以解决其他所有问题，但如果大气中没有氧气，就不会有技术物种。”

瞄准外星热点

这项研究解决了宇宙追求智能生命过程中以前未探索过的一个方面，强调在寻找外星技术特征时需要优先考虑含氧量高的行星。

弗兰克说：“应该优先考虑高氧含量的行星，因为系外行星大气中是否存在高氧含量可能是寻找潜在技术特征的主要线索。”

巴尔比补充道：“在另一个星球上发现智能技术生命的意义将是巨大的。” “因此，我们在解释可能的探测结果时需要极其谨慎。我们的研究表明，我们应该对大气氧气不足的行星的潜在技术特征持怀疑态度。 ”