太空碎片可能是文明自我毀滅的標志？

百家榜創作者，金芒計劃簽約創作者，科學達人，優質創作者

本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文賽。

這是我制作的一個關於探索死去了的外星文明的圖文。圖文中所提到的論文來自Stevens, Forgan和O’Malley James，在下方說明處有鏈接。其中一節，我發現內容獨特又特別有趣，其中描述到盡管太空碎片不一定是文明文明自我毀滅的一種標志，但可能意味著曾經有文明存在過，哪怕是一種相對愚昧落後的文明。

然而，對於我們來說，太空碎片有可能是一個潛在的威脅。因為，但凡我們稍微不加注意，地球上任何一個航天國家都可能引發一系列的碰撞，從而產生大量的太空垃圾，碰撞嚴重時，甚至會摧毀近地軌道，阻礙衛星的使用與發射。這種效應被稱為凱斯勒綜合症（Kessler Syndrome），像著名電影《地心引力》中所描述的那樣，所有的東西都開始互相碰撞並產生了連鎖效應。當然，有可能太空中有行星已經經曆過這類效應，這樣可能在一定距離範圍內被探測到，我們稱為凱斯勒·塞迪（Kessler SETI）或啞外星探測。

凱斯勒綜合症與近地軌道上的物體密度有關。如果從地表發射的太空物體的密度足夠高，相互間碰撞的可能性就會增加。這將導致連鎖效應，像多米諾效應一樣，碰撞越多，產生的碎片越多，進而導致更多的碰撞。在軌道中發生碰撞已是一個常態問題，平均每年都有一顆衛星從近地低軌道中消失，成為軌道中600,000太空碎片中的一份。通常，由於殘留的空氣阻力對這這些碎片有清除作用，非常低的地球軌道發生凱斯勒效應的概率相對較低。但在空氣阻力小的較高地區，物體可以在軌道上停留更長的時間。

比LEO更高的軌道上，也不會出現上面提到的問題，因為密度較低，物體更分散。令人擔憂的是，假設有國家發動戰爭，A國可能會希望通過凱斯勒效應摧毀B國的衛星系統，這樣會讓全球其他所有國家在近地軌道的數個世紀的努力付諸東流。當然，這種情況也並不是會完全摧毀地球的衛星系統，人們還可以通過LEO向更高的軌道發射衛星，畢竟火箭穿過近地軌道撞擊到碎片的幾率是很小的。而且，各國政府也都盡可能的在想方設法避免凱斯勒效應發生，譬如，美國聯邦通信委員會要求衛星設計者提供舊衛星脫軌的方法，或是將其升級到無法構成威脅的更高軌道。另外，還有一些非常有希望的潛在方法，譬如通過激光技術清除LEO上的碎片。

LEO上的太空垃圾不能及時清除也有可能是作為一個星球文明壞死標記的原因。因為，如果沒有任何文明有方法清除該星體的低軌道上的太空碎片，或者說是這些文明或許已經退回石器時代，那麼凱斯勒效應產生的太空碎片會持續相當長的時間，並且在一定的距離範圍內被發現。這篇論文詳細介紹了如何實現上述外太空文明檢測。

有趣的是，如果在凱斯勒綜合症事件發生足夠長的時間後，甚至可能會形成與天然行星環類似的碎片環。當行星環穿過恒星表面時，我們可以在光曲線中檢測到行星環。作者指出，由於反射特性不同，可以分辨出冰冷的自然星環和技術碎片之間的區別。像這種技術碎片星環一般情況下都不會長久存在，因為大氣阻力或者其他因素會將他們逐漸消除，有可能需要數萬年或是幾百年。但是，在消亡的文明星球之外，碎片環會在很長時間內都是可以觀察到的，可以利用光度法和旋光技術檢測可能到它們，並與自然行星的星環一同進行研究研究。

感謝您的收聽，我是未來派和科幻小說作家John Michael Godier。目前，我正在花園裏與雜草抗爭，像凱斯勒效應一樣，我拔得越多，它們發芽的就越多。請務必在您最喜歡的在線書店中查看我的書並訂閱我的頻道，和我一起深入地探索我們生活的奇妙宇宙驚奇、怪異或是未知的趣事。

FY: ちんぇぃ

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