卡尔达舍夫定义的“第二类宇宙文明”可控制整颗恒星的能量

卡尔达舍夫定义的“第三类宇宙文明”可控制整个星系能量

“寻找外星智慧生物”(SETI)计划的科学家们一直认为我们的太阳系被淹没在无数恒星的世界中，如同一个茂密的森林，一个文明去寻找另一个文明如同大海捞针，但是作为宇宙的一种智慧生物，查看周边的森林中是否存在其他生物却是有意义的，寻找外星智慧文明的证据。即便是距离我们最近的仙女座大星系都要以百万光年的单位来衡量，按无线电方式等以光速进行通信的想法显然也是行不通的，当我们接受到消息时，另一个文明可能已经灭亡了。为此，在寻找外智慧生物时，我们可以通过另一种方法来间接推断它们的存在。
例如观察这片森林中“最高的树木”，由于高级外星文明的存在将对星系产生无法用当前已知常规天文现象来解释的作用，甚至可影响到星系的自然背景，但是超级宇宙文明很可能会通过我们无法理解的技术使得星系看起来像是还处于原始状态，这样的改造活动将在数百万光年上产生作用。在1964年，苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫（Nikolai Kardashev）设想了外星文明的等级，通过掌握不同能量控制技术进行文明等级的划分。
能控制所在行星系统中的恒星能量的宇宙文明被划分为第二类文明类型，这样的文明可控制超过我们100亿倍的能量，获得一颗恒星的全部能量输出。早在二十世纪六十年代，物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）就提出了一个“球形能量源”的概念，即可以在一颗恒星周围建立起球形结构，获得最大化的恒星能量。这个超级能量壳体就是所谓的“戴森球”，虽然这是一个传奇式的构想，但天文学家们通过一些红外空间望远镜也发现了类似特征的天体，问题是处于尘埃团笼罩的恒星看起来很像一个“戴森球”。
根据美国国家航空航天局的广域红外空间望远镜的观测结果，巡天调查就曾发现笼罩在宇宙尘埃团中的恒星。上个世纪七十年代，天文学家们进行一项对全天25万个天体的红外巡天调查，发现了17个类似戴森球特征的天体。根据费米实验室的科学家理查德·卡里根（Richard Carrigan）介绍：“我们可以想象宇宙超级文明首先将能量殖民范围从自身所在的行星系统开始，获得最大化的恒星能量。”
卡里根希望能在附近的星系中观察到巨大的“戴森球”痕迹，对于卡尔达舍夫第二类宇宙文明而言，其不仅对一颗恒星进行戴森球化改造，可能会对一个恒星集群进行能量殖民，所带来的影响将会被我们观测到。比如，我们将会探测到在银河系中出现反常的黑暗空隙，恒星的部分能量将会以红外波段的形式泄露出来，使得在红外线空间望远镜上可观测到明亮的发光现象，也可将其认为是戴森球体表面的热辐射。
科学家认为猎犬座M51螺旋星系是一个理想的戴森球体寻找场所，美国国家航空航天局的哈勃空间望远镜与斯皮策红外空间望远镜将对星系中的无数恒星世界进行观测，通过可见光与红外照片的叠加跟踪被尘埃团笼罩的恒星。但是卡里根粗略估计在M51星系中应该不会存在无法解释的“泡沫”或者空间。
由于巨型椭圆星系不存在尘埃团的干扰，如果其中出现了不寻常的黑暗空隙，那么从整体上看就是非常奇怪的现象。但距离我们较近的椭圆星系至少有6000万光年，因此需要更大的空间望远镜，哈勃望远镜目前可提供足够的分辨率。在卡尔达舍夫文明体系中，可利用最高能量的宇宙文明为第三类文明，足以控制整个星系中的所有能量，但现有的天文观测并未发现整个星系的能量发生无法解释的现象，所以第三类文明要么不存在，要么至少目前还未出现。