SETI（Search for Extra-terrestrial Intelligence）是一項尋找外 星生命的實驗計劃。從新的技術(shù)發(fā)展和策略來看，2020年至今對SETI 來說是振奮人心的一年。 這張圖描繪的是地球附近的外星文明觀察到地球凌日現(xiàn)象后，向 地球發(fā)出信號的場景。科學(xué)家一直在尋找來自附近至少20個恒星的 無線電信號——這些恒星的位置使它們可能看到地球經(jīng)過太陽的現(xiàn) 象。但是到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)任何的信號，因此搜索仍在繼續(xù)。 圖片來源：UC Berkeley/ Breakthrough Listen. 2020年至今對于SETI來說是引人注目的一年。不要激動，我們依然沒有收到來自外星人的“信息”，但是科學(xué)家們已經(jīng)在研究可以大大改善搜索結(jié)果的的新技術(shù)和策略。今年早些時候，科學(xué)家們還宣布他們將要處理幾年前由射電望遠鏡收集的大量新數(shù)據(jù)。 2020年2月中旬，美國國家射電天文臺頒布了關(guān)于如何解決地外文明問題以及如何最佳地尋找外星生命的新方法的大綱。隨著新技術(shù)的應(yīng)用和新思想的出現(xiàn)，SETI過去僅搜尋無線電信號的模式正在改變。 同樣是在2月中旬，“突破監(jiān)聽”計劃通過加州大學(xué)伯克利分校宣布，SETI在對銀河系的最新調(diào)查中獲得了多達200萬千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。這是迄今為止對銀河系平面和中心黑洞周圍區(qū)域無線電輻射的最全面的調(diào)查。相關(guān)的業(yè)內(nèi)評審論文可以在arXiv上查看。
當SETI在20世紀60年代第一次以O(shè)zma計劃啟動時，它的唯一目標是在星際中尋找來自先進的地外文明的無線電信號?，F(xiàn)在SETI仍然這樣做，但是自那以后也發(fā)生了很多改變。現(xiàn)在，除了尋找無線電信號外，科學(xué)家們還在尋找技術(shù)信號，即各種可能的地外文明跡象，包括行星大氣中的化學(xué)變化、激光脈沖，甚至是圍繞行星或恒星運行的巨型結(jié)構(gòu)。 作為新的技術(shù)發(fā)展的一部分，SETI將在甚大天線陣中增加一個新的信號處理系統(tǒng)。圖片來源： Bill Saxton/ NRAO/ AUI/ NSF. 今年，美國國家射電天文臺（NRAO）和地外文明探索（SETI）協(xié)會達成協(xié)議，為一些已經(jīng)正在尋找無線電波信號的射電望遠鏡添加一套新的信號處理系統(tǒng)，使其擁有新的地外文明探索功能。美國國家自然科學(xué)基金會的卡爾·央斯基（Karl G. Jansky）甚大陣將第一個投入使用這項技術(shù)，同時該技術(shù)還將為他們的技術(shù)簽名搜索系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。 NRAO臺長托尼·比斯利（Tony Beasley）博士在二月份的一份聲明中說道：“確定我們是否是宇宙中唯一具有技術(shù)能力的生命體是科學(xué)中最引人注目的問題之一，而美國國家天文臺望遠鏡在解答這一問題中具有重要作用?！?/span>
另外，伯克利SETI研究中心主管及“突破聆聽”（Breakthrough Listen）的項目主管安德魯·西蒙（Andrew Siemion）解釋說：“SETI協(xié)會將會在央斯基甚大陣（VLA）上開發(fā)并安裝一個接口，以前所未有的方式收集望遠鏡在掃描天空時連續(xù)產(chǎn)生的豐富的數(shù)據(jù)流?！边@一接口將便于我們實施比以往任何搜尋都更完整的一個強大且廣域的SETI調(diào)查。 這樣的努力對于一些主張SETI需要擴大搜尋范圍的人們來說，無疑是一個受歡迎的好消息。因為他們考慮到比我們更古老且更先進的文明或許早就已經(jīng)不再使用無線電信號，因此，他們認為SETI也應(yīng)該不只是局限于尋找無線電信號。 有了這些新的技術(shù)，科學(xué)家們就能夠?qū)ふ乙恍┢渌奈拿骰顒盂E象，例如激光，假象的巨型結(jié)構(gòu)例如戴森球（這些巨型結(jié)構(gòu)是利用恒星能量、行星大氣中工業(yè)污染產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)或是環(huán)繞行星的人造衛(wèi)星所構(gòu)成）?？茖W(xué)家們說：“在望遠鏡正在進行其他類型的觀察的時候，所有這一切也都能夠同時完成。” 安德魯·西蒙（Andrew Siemion）解釋道：“隨著我們科技的進步，這些指標都能夠被檢測到。并且，這些技術(shù)已然重新喚起了政府機構(gòu)和私人基金會對SETI搜尋項目的興趣。” 甚大陣最新觀測到的數(shù)據(jù)被提供給了地外行星探測機構(gòu)建立的一個新的信號信號處理系統(tǒng)。這將使甚大陣可以在做其他類型的觀測的同時，搜尋外星人存在的證據(jù)。圖片由比爾薩克斯通/美國國家射電天文臺/聯(lián)合宇宙機構(gòu)/國家科學(xué)基金會提供。 傳統(tǒng)上，地外文明探索就包括搜尋外星文明，但是能做的不止這么多。舉例來說，簡單生命形式可能會以多種能被探測到的方式改變一個星球的大氣層，如他們可能會產(chǎn)生氧氣和甲烷。據(jù)NASA虛擬行星實驗室的首席研究員維多利亞米多斯說：在太空和地面上的新型望遠鏡將會具備觀測圍繞冷星運動的地球尺寸大小的行星上的大氣層的功能，所以，弄清楚什么才是可以判斷這些行星的可居住性以及行星上存在生命的最佳標志非常重要。這些電腦模型也會幫助我們確定，一個被觀測的行星上有多大可能存在生命。
當然，在一個遠距離星體軌道運行的星球上發(fā)現(xiàn)任何形式的外星生命，都是非常令人激動的。而現(xiàn)在科學(xué)家有新的更好的工具，去發(fā)現(xiàn)他們，但是如果外星生命在不久之后被發(fā)現(xiàn)了，然后呢？地外文明探索機構(gòu)的吉爾塔特曾經(jīng)說過：該有多強的證據(jù)去證明聲稱有了發(fā)現(xiàn)是正確的？我們可以期待找到確鑿的證據(jù)嗎？如果這些證據(jù)需要許多附加說明，我們可以負責任地把它公之于眾嗎？塔特爾也強調(diào)媒體需要準確地將發(fā)現(xiàn)傳遞給公眾：一個關(guān)于外星智慧的真實發(fā)現(xiàn)，是我們理解宇宙的重要的里程碑，新聞媒體需要避免對有明顯的錯誤聲明也不加批判的進行報道。碧斯雷對地外文明探索機構(gòu)的新紀元是這樣說的：隨著持續(xù)的發(fā)現(xiàn)顯示，星球是宇宙的非常常見的組成部分，我們可以了解這些星球的特點，同時，技術(shù)的發(fā)展，也給予了拓展我們搜尋生命標志的更好的工具。我們期待這些新領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)。 我們也期待著下一個十年的到來，那時我們希望建造下一代甚大天線陣，它將能夠搜索比現(xiàn)有望遠鏡可到達的宇宙體積大一千倍的宇宙體積，使之成為人類有史以來最強大的無線電技術(shù)特征搜索機器。 藝術(shù)家對戴森球體的概念的解釋是，這是一個理論上的巨型結(jié)構(gòu)，它由一個先進的外星文明建造，以利用其恒星的能量。這是一種可能的技術(shù)特征——過去或現(xiàn)在技術(shù)的證據(jù)，由外星文明建造——包含在SETI 2.0中。 與此同時，在我們等待這一重大發(fā)現(xiàn)的時候——我們滿懷希望地等待了一輩子——突破聆聽組織也在2月份表示，迄今為止最全面的關(guān)于我們銀河系平面和中央黑洞周圍區(qū)域的無線電發(fā)射的調(diào)查已經(jīng)發(fā)布了近2pb的數(shù)據(jù)。 這是該項目的四年搜索中的第二次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲。第一次數(shù)據(jù)發(fā)布是在2019年6月。調(diào)查覆蓋了1到12千兆赫的無線電頻譜。一半的數(shù)據(jù)來自澳大利亞新南威爾士州的巴夏禮射電望遠鏡，另一半來自西弗吉尼亞州格林班克天文臺的格林班克望遠鏡，以及加利福尼亞州利克天文臺的一臺名為自動行星探測器的光學(xué)望遠鏡。 突破聆聽的首席系統(tǒng)管理員馬特·勒博夫斯基在二月份的一份聲明中說: 自去年突破聆聽發(fā)布初始數(shù)據(jù)以來，我們向公眾提供的數(shù)據(jù)已經(jīng)翻了一番。我們希望這些數(shù)據(jù)集能揭示一些新的有趣的東西，無論是宇宙中的其他智能生命，還是一個尚未被發(fā)現(xiàn)的自然天文現(xiàn)象。 突破傾聽的創(chuàng)始人尤里·米爾納也強調(diào)了擁有更多數(shù)據(jù)的重要性: 在整個人類歷史中，我們只有有限的數(shù)據(jù)來尋找地球以外的生命。所以，我們只能推測。現(xiàn)在，隨著我們獲得大量數(shù)據(jù)，我們可以進行真正的科學(xué)研究，通過向公眾提供這些數(shù)據(jù)，任何想知道這個深層問題答案的人都可以。 “搜尋地外計劃2.0”真能帶領(lǐng)我們發(fā)現(xiàn)外星智慧生命嗎？ 在各色搜索外星電波信號的研究中，迄今為止進行得最為全面的突破聆聽計劃，同時使用了美國西弗吉尼亞州格林班克射電望遠鏡以及澳大利亞帕克斯射電望遠鏡。（圖片來源：突破聆聽計劃/加州大學(xué)） 我們銀河系及其星系平盤的正中心，因其擁有著極為密集的恒星，從而被看作是一個尋找高等外星生命相關(guān)證據(jù)的好地方。因此，就算未來我們在星系的中心或是平盤上發(fā)現(xiàn)強力的發(fā)信器或是信標，也一點兒都不奇怪。 根據(jù)伯克利SETI研究中心天體物理學(xué)家西米翁所說： 我們的星系中心是我們的所有研究設(shè)備進行協(xié)同一致活動的主體，畢竟所有人都認為這是銀河系中最有意思的部分。
考慮到謝林點學(xué)說，如果一個先進文明想要在銀河系中放置一個信標，銀河系中心將會是一個不錯的選擇。由于它蘊含著非常豐沛的能量，因此我們可以想象，假使一個先進的文明想要獲取大量的能量，他們可能會以某種方式利用銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞。 這些科學(xué)家在今年早些時候說過，已經(jīng)對地球過境區(qū)域中20個恒星的極少部分新數(shù)據(jù)進行了分析，而這塊區(qū)域在我們天空中，恰好與地球繞太陽的軌道平面呈一直線。如果這部分區(qū)域中的遙遠行星，擁有足夠強大的技術(shù)，并恰巧看向了我們的方向，他們將會看到地球正在圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)。 索菲亞·謝赫，一名美國伯克利大學(xué)的本科生，使用格林班克射電望遠鏡，在C波段中（4至8千兆赫）對地球傳輸帶中的20顆恒星進行了搜索，并將她對發(fā)現(xiàn)內(nèi)容的分析成果，提交給了《天體物理學(xué)雜志》，（以下是此研究在arXiv網(wǎng)站中留下的相關(guān)草稿）： 這是一個十分獨特的幾何形。 這也是我們發(fā)現(xiàn)其他系外行星的手段，因此，不難推斷，這很有可能同時也是其他智慧物種發(fā)現(xiàn)行星的方式。 雖然曾經(jīng)也有人對此區(qū)域進行過討論，但從來沒為對天空中的那一區(qū)域進行過有針對性的研究。 綠岸望遠鏡是處于弗吉尼亞州西部的綠岸天文臺的一部分.(圖片來源于維基百科) 所以Sheik發(fā)現(xiàn)了什么呢？目前沒有什么，但是這個新的全面探索仍然處于非常早期的階段。Siemion說道：我們沒有發(fā)現(xiàn)任何外星人，但是我們對有技術(shù)能力物種的存在設(shè)立了非常嚴格的限制，首次獲得4到8千兆赫的無線電頻譜數(shù)據(jù)。這些結(jié)果讓原先下一個加入并意圖改善實驗的人更上一層樓。 Sheik還說：因為我有意地關(guān)注附近的目標，所以我的搜索足夠靈敏，以至于能夠看到一個和地球上最強的發(fā)射器基本相同的發(fā)射器。所以，我們知道沒有什么能媲美阿雷西博射電望遠鏡向我們發(fā)射某種東西的強大能力。盡管這只是一個小項目，但是我們因此開始新的頻數(shù)分析和探索新的天空區(qū)域。正如報告中指出：我們在這次調(diào)查中得出在150秒差距的有限地球經(jīng)緯儀范圍內(nèi)，至少有8%的系統(tǒng)不具備這種類型的發(fā)射機的結(jié)論。 綠岸望遠鏡會先瞄準每顆恒星5分鐘，接著又移開對每顆恒星的瞄準5分鐘。這個過程會重復(fù)超過兩次。如果一個被觀測到的信號在望遠鏡移開時消失了，這表明它不是來自地球的干擾，它更有可能是來自恒星的。最初的100萬個無線電峰值被縮小到幾百個有可能的候選，接著它們會被作為地球上的干擾而消除。最后四個信號證明十來自經(jīng)過的衛(wèi)星。令人失望的是，對其探索仍然有很長的路要走。
雖然像這樣的搜索覆蓋了很多宇宙領(lǐng)域，我們?nèi)詰?yīng)該記住，我們?nèi)匀恢豢吹搅宋覀冏约盒窍抵泻苄〉囊徊糠帧Ｕ缳e夕法尼亞州立大學(xué)的杰森·萊特所說，如果我們的海洋是所有可以搜索的地方和無線電波長的一個類比，那么到目前為止，我們只探索了相當于熱水浴缸大小的東西。這仍然彌留下了大量的宇宙空間等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。根據(jù)Siemion的說法，在所有我們所做的觀察中，可能只有20%或30%的觀察結(jié)果被包含在一份數(shù)據(jù)分析報告中。我們的目標不僅僅是100%的分析它，更應(yīng)1000%或2000%地分析。我們更想要反復(fù)地對它進行分析。 Andrew Siemion是“突破聆聽”項目的主要投資者。 圖片來自伯克利SETI研究中心。 “突破聆聽”項目不僅僅可以監(jiān)控遙遠星球，這次也用在了探測我們太陽系的項目：來自于星際彗星2I/Borisovas和之前的星際訪客Oumuamua。沒有驚喜，我們什么都沒有聽到。 但是我們不知道外來文明會在什么時候用我們不知道的方式發(fā)送一個探頭來探測我們，所以我們?yōu)槭裁床蝗L試主動接觸他們呢。 Steve Croft是伯克利SETI研究中心的天文學(xué)家，也是這次“突破聆聽”項目的觀測人之一。他回應(yīng)說：“如果有星際訪客的存在，但我們不知道。如果有外來文明的存在，我們也不知道。如果我們什么都不知道，而外星人想要創(chuàng)建星際探測器的話，我們也不會探測到任何外星人制造的星際設(shè)備。就像我們在測量太陽系以外的行星上發(fā)送發(fā)射器一樣，我們想要對這個探頭數(shù)量加以限制。 在新技術(shù)、新策略和新挑戰(zhàn)的來臨之際，這是對SETI非常有利的時機。擴大對外星人或其他生命的搜索范圍是一個明智的行為，總有一天我們或許就會發(fā)現(xiàn)他們。 總結(jié)：在技術(shù)的發(fā)展和新的政策之下，2020年將會是搜尋外星智慧(又名SETI)激動人心的一年。
相關(guān)知識 1. Berkeley SETI Research Center：地外文明搜尋(SETI)是對外星智慧生命的科學(xué)搜尋的總稱，例如，通過監(jiān)測電磁輻射來尋找其他星球上文明傳播的跡象。 2. Breakthrough Listen：20世紀初，無線電出現(xiàn)后不久，對于外來文明的科學(xué)調(diào)查就開始了。20世紀80年代以來，國際社會一直在集中力量進行科學(xué)調(diào)查。2015年，斯蒂芬·霍金和俄羅斯億萬富翁尤里·米爾納宣布了一項資金充足的計劃，名為“突破聆聽”。 作者：Paul Scott Anderson FY：Astronomical volunteer team 如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請于三十日以內(nèi)聯(lián)系作者刪除 轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處 |
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