你质疑我们在宇宙中的位置的“红天悖论”，到底是什么？

在宏大的宇宙尺度上，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，关于我们的星球，有一个主要方面确实很奇特：我们的太阳是一颗黄矮星。

因为我们的家乡恒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，它们远非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的帽子 – 红矮星（M矮星）。

红矮星不仅占银河系所有恒星的75%，而且比太阳等恒星更凉爽，寿命更长。活得更久。

我们预计我们的太阳将生活在大约100亿年;预计红矮星将存活数万亿。事实上，如此之长，以至于自大爆炸以来的整个134亿年中，还没有一个达到其主序带寿命的终点。

由于红矮星如此丰富，如此稳定，并且由于我们不应该自动认为自己是宇宙中的特殊，因此我们没有围绕红矮星运行的事实应该有些令人惊讶。然而，我们在这里，围绕着一颗不那么常见的黄矮星运行。

根据哥伦比亚大学天文学家大卫·基平（David Kipping）的一篇论文，这就是红天悖论——费米悖论的必然结果，它质疑为什么我们还没有在广阔的宇宙中发现任何其他形式的智能生命。

“解决这个悖论，”他写道，”将揭示未来遥感生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限的指导。

艺术家对围绕红矮星TRAPPIST-1运行的行星系统的印象。（Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images）

红矮星是寻找外星生命的一个有吸引力的前景。它们不会像类似太阳的恒星那样燃烧，这意味着任何围绕它们运行的系外行星都需要更接近才能达到可居住的温度。反过来，这可以使任何这样的系外行星更容易找到和研究，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。其中一些甚至相对接近。这是诱人的东西，而且看起来红矮星至少应该在某个地方拥有生命，这就是为什么天体生物学家正在寻找。

在他的论文中，Kipping提出了红色天空悖论的四个解决方案。

解决方案I：不寻常的结果

首先，我们只是一个可怕的怪人。如果生命在两种恒星类型周围出现的速率相似，那么地球就是一个异常值，而我们绕太阳公转的出现只是一个随机的，100分之一的几率。

这将与哥白尼原理产生紧张关系，哥白尼原理指出宇宙中没有特权观察者，我们在宇宙中的位置是相当正常的。对于我们来说，成为异常值会表明我们的地方不是那么正常。

这个答案并非不可能，但也不是特别令人满意。其他三项决议提供的答案不仅更令人满意，而且实际上可以测试。

决议二：红色天空下的生命受到抑制

根据这项决议，Kipping认为黄矮星比红矮星更适合居住，因此，生命在红矮星周围出现的频率要低得多-大约少100倍。有很多理论证据支持这一观点。例如，红矮星往往很吵闹，有很多耀斑活动，并且往往没有类似木星的行星。

“许多理论工作质疑M矮星上复杂生命的合理性，人们对潮汐锁定和大气坍缩，增加对恒星活动影响的暴露，延长的前主序相以及缺乏潜在有益的木星大小的伴星表示担忧，”Kipping写道。

“在此基础上，有充分的理论推理支持决议II，尽管我们强调它仍然未经观察验证。

艺术家对红矮星释放巨型火焰的印象。（美国宇航局戈达德太空飞行中心/S. Wiessinger）

决议三：复杂生活的截断窗口

这里的论点是，生命根本没有足够的时间出现在红矮星周围。

这似乎有悖常理，但它与恒星生命的主序带前阶段有关，在它开始融合氢气之前。在这种状态下，恒星燃烧得更热，更亮;对于红矮星来说，它持续大约十亿年。在此期间，任何潜在的可居住世界都可能引发失控的永久性温室效应。

这可能意味着，在白矮星和黄矮星上的岩石行星上出现复杂生物学的窗口比在红矮星上长得多。

决议四：淡红点的匮乏

最后，尽管大约16%的拥有系外行星的红矮星被列为宜居带中岩石系外行星的所在地，但也许这些行星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了抽样，因为它们是最明亮，最容易研究的。但是，如果那些我们所知相对较少的针锋相对较少的系外行星没有可居住带的岩石系外行星呢？

由于低质量红矮星实际上是数量最多的，这可能意味着可居住带岩石系外行星在红矮星周围的常见程度比在黄矮星周围低100倍。

“在这种情况下，智能生命在宇宙中很少见，并且在M和FGK矮星之间普遍生成，但可居住的世界在M矮星周围比FGK少至少两个数量级，”Kipping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M矮星周围许多已知的地球大小的温带行星中的绝大多数都不适合生命，或者晚期类型的M矮星（低质量端）很少拥有可居住的世界。

艺术家对围绕红矮星Proxima Centauri运行的可居住世界的印象。（Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images）

甚至有可能答案在于其中几项决议，这将使任何一个领域的影响不那么明显。我们也许很快就能得到确认。例如，随着我们技术的进步，我们将能够更好地看到质量较低的红矮星，并寻找围绕它们的轨道的行星。

这样做之后，如果我们发现了岩石系外行星，我们可以仔细研究它们的潜在可居住性，确定它们是否在可居住区轨道上运行，以及那里的生命是否可能受到恒星过程的阻碍。

“最终，”Kipping写道，”解决红天悖论是天体生物学和SETI的核心兴趣，暗示着将我们的资源奉献给哪些恒星，以及提出一个关于宇宙中生命的性质和局限性的基本问题。

该研究已发表在PNAS上。

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