如果银河系已经存在了数十亿年，而人类只用了几十年就登陆月球并发射了空间站，为什么没有一艘外星飞船降落在白宫的草坪上？
正如许多天体物理学家几十年来一直提出的那样，我们可能是宇宙邻里中唯一的初生飞行者。但是，由罗切斯特大学天体物理学家亚当·弗兰克领导的一个团队进行的新分析，为这个古老的悖论提供了一个更微妙的解释。对于一个单一的超级文明来说，横扫银河系并建立一个统一的银河帝国可能是不可避免的，但大多数文化既不是单一的也不是超级的——至少如果以我们的经验为鉴的话。飞船会损坏。过于活跃的恒星会烤焦其他理想的目标。经济危机和政府停摆会在新兴的星舰起飞前就将其扼杀。
通过结合理论和模拟，并于上周发布在论文数据库arXiv上（目前正在同行评审中），弗兰克及其同事探索了在贫瘠和繁荣的银河系之间存在的广阔中间地带——一个某些文明可能成功地发展到多星际，但没有任何一个文明能够完全掌控整个银河系的区域。
天文学家们才刚刚开始搜寻恒星中的技术信号（称为“技术特征”），所以目前为止的寂静并没有让多少人感到气馁（一个常见的说法是将今天的“反外星人”赌注比作扫描了一个泳池大小的海水后就断定海豚不存在）。然而，真正让乐观主义者夜不能寐的是一个在1975年首次阐述的论点。
这种想法认为，即使以缓慢的速度，银河系也是如此古老，以至于任何技术物种都应该有足够的时间扩散到银河系中的每一颗恒星。然而，我们在地球上看不到过去或现在外星人城市的任何证据——这一观察被称为“事实 A”。学者们已经花费了大量的墨水试图解决这个被称为“费米悖论”的谜团，其解释范围从人类被安置在一个保护区，到其他所有人都处于休眠状态，等待宇宙为他们的电脑降温。
其中许多解决方案依赖于猜测外星人可能会如何行为，这从来都不是弗兰克喜欢的方式：“人们谈论费米悖论时，总是充斥着虚构的外星社会学，这总是让我们感到沮丧。”
取而代之的是，弗兰克及其合作者建立了迄今为止最全面的模型，试图剥离科学中的虚构成分，来回答一个问题：在我们可能居住的所有可能的星系中，哪些类型与“事实 A”相符？
这个分析有几个特点使其与众不同。首先，研究人员在模拟中考虑了恒星“四处游荡”的事实。“即使你没有飞船，你也是免费穿越银河系，”合著者、宾夕法尼亚州立大学天文学家杰森·赖特说。“大约每10万年就会有一颗新恒星离我们最近，所以你就转移到那颗恒星那里。”
该团队计算得出，对于使用速度仅是我们复古旅行者号探测器数十到数千倍的飞船的文明来说，恒星的漂移将它们扩散到整个银河系所需的时间缩短到几亿年。换句话说，如果将银河系的存在压缩成一年的时间，任何在1月7日发射飞船的人都可以在1月14日到达每一个恒星系统。然而，现在已经是12月31日了，它们显然已经来晚了。
这种快速的穿越时间加深了“事实 A”的神秘感，直到研究人员加入了另外两个现实检验。首先，正如弗兰克所说，好的行星可能很难找到。有些恒星没有行星。许多行星可能不符合你的需求。或者，你的理想行星可能已经被占领了。
其次，没有一个单一的栖息地可以永远存在，正如人类正在迅速认识到的。扩散到其他恒星可以延长文明的整体寿命，但从新的定居点诞生之日起，它的日子就屈指可数了。它可能持续数十万甚至数百万年，但总有一天，一场灾难几乎肯定会将其消灭。
通过考虑一系列定居点寿命、适宜行星的比例、发射间的充电时间以及其他因素，该团队计算了在数十亿种潜在的银河系历史中，最终有多少会被定居，并发现了三个广泛的类别。前两个代表了费米悖论的常识性解决方案：如果好的行星很多且生存容易，那么银河系应该充斥着生命。如果情况恰恰相反，那么谁也走不远。
然而，他们的许多模拟落入了第三类——一个部分定居的银河系，并且这种状态无限期地持续下去。快速穿越银河系可能很容易，但之后管理那片领土几乎是不可能的。定居点会消亡、分散，大片空间又会变得无人居住。有些地方会被重新定居，有些则不会。
“你可能会得到一个松散的定居点网络，”赖特说，“整个银河系都被定居了，但任何给定的恒星在任何给定时刻可能都没有被定居。”
我们可能恰好生活在那些至少数百万年来一直未被触及的区域之一（作者指出，如果地球在过去的地质时期曾是一个定居点，今天就不会留下任何痕迹）。如果是这样，“事实 A”就不需要解释了。
一些人仍然倾向于其他解决费米悖论的方法，比如牛津大学人类未来研究所的研究员安德斯·桑德伯格，他认为生命可能极其罕见。他希望看到弗兰克的模拟能够扩展到涵盖更广泛的可能性。“这是一个很棒的模型，”桑德伯格在邮件中写道，“但作者们将自己限制在了一个相当狭窄的可能性空间。”
天文学家吉尔·塔尔特（她的工作启发了卡尔·萨根的小说《接触》）称赞了该团队的能力，但质疑理论分析的局限性。“他们是聪明人，数学可能也是对的，”她在邮件中写道，“但没有数据，这一切意味着什么呢？”
作者们同意，任何理论都无法取代实际的搜寻，但他们认为这项分析增强了他们对外星文明可能存在于我们银河系的乐观情绪，也增强了他们认为天文学界应该积极寻找它的决心。弗兰克强调了已知的行星系统的爆炸式增长，自1992年以来已发现近4000颗系外行星，并期待研究人员开发出详细研究这些世界的能力。
“我们将研究这些大气层，看看它们是否含有氧气和甲烷，”弗兰克说，“我们可能会偶然发现一个技术特征。在数千年来关于外星生命争论的时代里，我们第一次生活在一个将真正拥有数据的时代。”
