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2035年前可找到外星人存在的证据:假如它们真的存在

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红矮星 发表于 2018-11-1 11:47:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
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我们搜索外星人的技术效率将大大提高。

  北京时间11月1日消息,据国外媒体报道,著名天文学家赛斯·肖斯塔克(Seth Shostak)打赌称,人类会在2035年之前找到外星人存在的证据。虽然他的很多同行并不认同这一观点。毕竟半个多世纪以来,尽管科学家一直在寻找地外智慧生命(即SETI任务),却始终一无所获。
  作为一名科学家,肖斯塔克生性乐观,但他也强调,自己的判断并非异想天开、一厢情愿,而是以SETI任务的逻辑为基础。半个世纪听上去很长,但该领域的研究其实仍处在初期阶段。他认为,考虑到目前SETI的努力程度与技术水平,我们正处于一个关键的转折点上,不久便可打开“新世界的大门”。
  目前开展的大部分SETI实验都使用了大型无线电天线,希望捕捉到其它智慧生命发出的无线电信号。这种方法在1997年朱迪·福斯特出演的《超时空接触》中也得到了体现。不同于其它粗制滥造的外星人电影,《超时空接触》中对搜寻外星生命过程的描述还算精准。但这部电影加强了我们对搜寻地位生命的固有印象:人们总认为,科学家会在宇宙数据中寻找特殊规律(如《超时空接触》中找到了一连串质数),借此寻找外星人。但事实比这简单得多:科学家搜寻的只是窄带信号而已。“窄带”(narrow-band)是指,将大部分传输功率集中到一段很窄的无线电频段上,从而提高传输信号被发现的可能性。这类似于激光笔:虽然功率只有几毫瓦,但由于能量被集中在一段很窄的波段内,因此显得十分明亮。
  一台现代SETI接收器可以同时分析数千万、甚至数亿个频道,每个频道带宽都仅有1赫兹,仅为电视信号的500万分之一,因此无法携带信号、或者说信息。但科学家的想法是,先确定外星人的存在,再打造规模更大的设备、开展进一步挖掘。
  SETI任务一般会通过两种途径来确定天线的瞄准目标。一种是对天空展开大范围扫描,另一种则是对准附近的某个恒星系。你也许会认为第一种方法希望更大,因为撒的网更大。但事实上,这种搜索的大部分时间都是在盯着一无所有的虚空看。如果以“外星生物住在行星或卫星上”为前提,那么将宝贵的时间用来检索邻近恒星系也许才是上策。
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图为朱迪·福斯特在《超时空接触》中扮演的角色。

  目前的地外智慧生命搜索目标之一为红矮星。为此,科学家动用了位于美国加州由42台天线构成的艾伦望远镜阵列(Allen Telescope Array),将对两万颗可能拥有宜居行星的小型恒星展开探索。这些小恒星数量众多,且平均年龄很大,大多在数十亿年左右,差不多相当于地球生命从微观生物进化到高科技人类所经历的时间。天文学家估计,约半数红矮星的宜居带中都可能存在岩质行星(宜居带是指恒星周围温度适中、可存在液态水的区域)。
  地外文明搜索研究所(SETI Institute)并非唯一正在搜索外星生命的机构。在俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳的大额资金赞助下,加州大学伯克利分校的地外文明搜索小组也对西弗吉尼亚的“绿岸”望远镜和澳大利亚悉尼附近的帕克斯无线电望远镜进行了租用,预备开展一项为期十年、名叫“突破聆听”的搜索计划。该计划也将目标瞄准了各个恒星系。
  虽然这些计划与几十年来的做法大体相似,但早已不是之前那一套了。随着数字处理技术的快速进步,科学家可以同时检索多个无线电波段。就拿艾伦望远镜阵列为例,它可以同时检查多个恒星系。目前一次性可以分析三颗恒星,但在更强大计算机的帮助下,这个数字可以增加到100以上。未来20年之内,地外文明搜索实验将完成对100万个恒星系的勘察,是我们目前已检索的恒星系的数百倍。一些著名天文学家估计,银河系中正向外发射信号的外星社会可能少则1万个,多则几百万个。若真是如此,等我们检索了100万个恒星系之后,很可能真的会发现外星人。因此假如地外文明搜索项目的前提正确,我们应当在10年内就能接收到外星人发出的信号。
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  位于南极的IceCube中微子探测器一直在努力探测中微子。一些天文学家提出,中微子可能是外星人的通讯介质。

  此外,科学家们的研究方向也愈发多样化。20年来,部分研究人员一直在用传统光学望远镜寻找恒星发出的极短暂闪光。他们认为外星人更可能用脉冲光、而非无线电信号进行通讯,这和人类用光纤连接互联网是一个道理。从理论上来说,脉冲光每秒传输的比特数可多达无线电的10万倍。这些“光学SETI实验”的搜索能力相对受限,目前一次只能观察一个恒星系。但和无线电研究一样,随着新技术的诞生,用光学方法将能够检索更大范围的天空,速度也会大大提高。
  物理学家还提出了一些全新的通讯模式,如利用中微子、引力波等。有些研究人员认为这些可能性值得考虑,但就目前来看,分析它们的价值不大。中微子和引力波都极难产生、也极难探测。从本质上来说,无论要产生多少中微子或引力波,都需要发生恒星坍缩或黑洞合并。仅仅发送“地球你好”这么简单的一句话,就要耗费惊人的能量,就算某个文明有能力动用整个银河系的资源,也难以实现这一点。
  美国威斯康星大学在南极有一台大型中微子探测器,名叫“冰块”(IceCube)。它只能探测到超高能粒子,而产生这类粒子的代价也最为巨大。尽管该仪器体积达1立方公里,运行多年来,探测到的此类粒子依然屈指可数。至于引力波,激光干涉引力波天文台只在黑洞合并接近尾声时、探测到过极为短暂的信号。很难想象外星人愿意费合并黑洞这么大的劲,只为了发送这一秒钟信号。
  但除此之外,还有一种全然不同、尚未被仔细研究过的方法:寻找先进外星社会修建的工程项目。有天文学家指出,戴森球等“外星超级建筑”也许能解释“塔比星”(又名KIC 8462852)神秘的忽明忽暗现象。这种可能性值得一番考虑,但目前尚未找到支持性证据。
  还有人认为,数百万或数十亿年前,外星生命也许曾假设地球日后会进化出能够找到它们的智慧物种,并在太阳系中留下了一些“时间胶囊”。有人提出,地月系统的拉格朗日点(即地球、月球和太阳引力的平衡点)也许就是寻找外星工程的绝佳位置,甚至月球本身都有可能是外星工程的产物。
  还有一种设想认为,我们应当寻找星际火箭排出的高能废料。最快的火箭自然会用效率最高的燃料,即物质与反物质的结合。这种毁灭性的“燃烧”不仅能推动太空飞船接近光速飞行,还会产生“废弃物”伽马射线,也许可以被我们探测到。由于火箭运行速度很快,我们很容易将其与其它伽马射线源区分开来。
  寻找外星工程最诱人的一点是,该方法对时间的要求并不严格。相比之下,要想搜索外星信号,就必须在最恰当的时机激活探测仪器。假如外星人在恐龙统治时期、或者距今几百万年后联络地球,无论它们发送的是无线电、激光脉冲、还是中微子暴,都将无济于事。而寻找外星工程就不大有这个问题。但这种方法也有其局限性:太阳系之外的任何东西必须足够大,才有可能被我们发现。假如只是一艘“企业号”那样的外星飞船,找到它就很困难了。
  地外文明搜索不同于传统的科学问题,无法对假说进行证伪。我们可能永远都无法证明外星人是否存在。但每发明一项技术创新,我们的搜索能力都会有所提升。想想15世纪时,欧洲文明已经诞生了2500年左右,美洲却还未在地图上标注出来。美索不达米亚文明存在的时间也相当久,但对大海的另一端同样一无所知。但在某次扬帆远航之后,这一切都发生了天翻地覆的改变,我们的世界就此不同。(叶子)
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