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布雷斯韦尔理论:寻找外星智能生命

我们相信我们的探测器是宇宙中第一个到达星际空间的人造飞船。上图是旅行者1号的轮廓,目前距离地球近140亿英里。它是最远的人造物体。车上的收音机开着。现在是春天了,你在灰蒙蒙的春日天空下驾车,道路两旁的树木抖动着它们粗糙粗糙的枝干。你记得,在一本书里,你很久以前读过的一本书里有一些东西,是关于冬天暴露的树枝是如何成为树的灵魂的,在一年的最后时刻展示出来,像所有的灵魂一样破裂和扭曲。没有一颗心是永远平和的,也没有一根树枝是柔软笔直的——也许除了树苗。一种诗意的思考。变化的季节总需要诗歌。

音乐声中偶有静电干扰的噼啪声,一时间打断了声音的抑扬顿挫。这是意料之中的。它是一个乡村,即使在远处,也有浪漫山峰的轮廓。一首歌快要结束了。

有一段沉默表示这首歌结束了。但寂静只持续了一拍,不时被碾过积雪的轮胎打破。然后,歌曲的结尾再次播放,同样的声音让车里充满熟悉的音色。

这首歌最后一句歌词的重复,就像你刚才听到的一样。这不是无线电传输中的任何延迟或错误。这是一种有意识地接收、放大和返回我们自己的信号。根据一些科学家,包括无线电物理学家和天文学家罗纳德·布雷斯韦尔,向我们重复我们自己的无线电广播可能是外星生命试图交流的迹象。

这是一个简单明了的想法:播放广播的一部分不仅能吸引注意力,还能确保有人在听。虽然这是一个非常简单的过程,但它可以揭示很多关于我们在地球上可用的设备的信息。把重复信号的音量调高或调低会泄露我们技术的敏感性。我们记录或恢复信号的速度有多快,这对于外星技术确定向我们发送信息的可接受速率是很重要的。而传送之间的时间间隔可以揭示我们在这颗岩石行星上的生活时间表。

但是为了理解这个信号从何而来——这比人们想象的要近得多——布雷斯韦尔提出了关于外星生命存在的四个主要案例。

在第一种情况下,宇宙中有丰富的生命,我们可以期待在仅仅10光年的距离找到最近的先进文明。1960年,奥兹玛计划将Tau Ceti星和Epsilon Eridani星作为观测的焦点。这是SETI早期的一个项目,目的是观察在11光年之外是否有生命存在。这也是我们第一次尝试寻找外国无线电信号——我们第一次不确定地窥探到外星人的存在。没有任何信号被探测到,但这是找到它们的正确方法。在这个距离上,无线电信号将是探测和通信的最佳方法。

在布雷斯韦尔案例三和案例四中,种群数量继续减少。案例三说,每1000光年的距离,或者每100万颗宜居恒星中就有1颗存在高级生命。粗略估计一种文明的寿命为5000年。在第四种情况下,离我们最近的先进文明就在另一个星系的上空,而通讯在很大程度上是单向的。上图中,一颗外星行星使用无线电光束来推动光剑前进。找到它们的特征——快速的无线电脉冲——可能是智慧社群的迹象。在第二种情况下,每1000颗可居住的恒星中就有1颗拥有高级生命。在银河系中,文明与先进文明之间的平均距离为100光年,总共有1000万个先进文明。虽然在这种情况下,无线电信号仍然是长期通信的最佳选择,但它们将是一种微妙的探测方式。有太多的因素会影响我们是否注意到一个外星人传播。我们不仅不确定哪个方向最适合收听,而且外星文明本身也不确定哪个方向最适合广播。

这是一个变化无常的情况。当他们看着我们的时候,我们会看着他们吗?据估计,我们在正确的时间听音乐的机会大约是百万分之一。

从理论上说,光晕轨道是发现外星神器的最佳地点之一。它们在引力上是稳定的,可以使轨道上的物体靠近它们的宿主。上图显示了围绕月球的光环轨道。在这样的轨道上可以建造未来执行月球及更远任务的空间设施。在第二种情况下,寻找生命得更好方法是使用太空探测器。它们是紧凑的、自主的技术部件,会冒险进入每个独特的恒星系统,携带一些核燃料,但主要是从目标系统的主恒星那里收集能量。以我们的邻居为例,探测器将到达太阳系的内部,进入围绕太阳的轨道,在那里,恒星的反射可能有一天会揭示它温暖的、有动力的身体。探测器不需要非常复杂或非常大。他们可以利用简单的工具来探测生命,并向他们的起源星球报告他们发现的人造无线电信号正在从地球上消失。

就像我们自己的代达罗斯计划一样,根本不需要在任何表面着陆。一次简单的飞越和对行星的观察就足以使我们取得联系。探测器将以每秒数十公里的速度划过太空,在我们太阳系的中心运行许多天。如果探测器确实进入轨道,它可能会在一个像地月拉格朗日点那样的地方进入轨道,在那里它的引力是稳定的。最近有猜测说,探测器将在附近的小行星上着陆,在那里它可以开采原材料,并隐藏自己,直到它准备好接触。

这就是探测器的附加优势:它不仅是一种更好的搜索方法,而且它离我们的星球很近,这将有助于我们之间的快速通信。如果外星人想告诉我们更多关于他们的生活——我们的黄金记录我们发送轴承图片和歌曲——他们可以编码信息到探测器,一项新技术的逆向工程,甚至一个工件从遥远的星球。快速的交流将允许建立第一个约定。举个例子,这就像第一次见到某人并伸出你的手。他们的习俗包括握手吗?他们想说普通话还是意大利语?真正的理解需要反馈,而我们力所能及的调查将是提供反馈的最快方式。

双星系统可能看起来很美,但不太可能存在生命。它们的引力影响会使行星的轨道不稳定,使它们失去我们认为对复杂分子结构的发展是必要的气候。有一种方法我们可以探测到这些探测器是否存在。如果它们以大约1%的光速飞行,到达新的行星系统,它们就可以利用核聚变的过程。也就是说,将氢聚变成氦来帮助探测器加速和减速。作为副产品,它形成了同位素氚。氚在宇宙中并不丰富。它在主序恒星周围不容易被发现,其短暂的半衰期为12.3年,这将是一个很好的迹象,如果我们发现一个氚源溢出或扩散到巨大的云中,它可能是“人造的”。

1983年,科学家们在其他恒星系统中进行了一次氚的搜寻,但没有发现任何积极的迹象。但搜索对超细氚辐射并不敏感,也不是对单个恒星的观测。到目前为止,还没有人在我们的太阳系中寻找氚。多年来,SETI一直致力于寻找无线电和光信号。我们还没有真正探索这些迫在眉睫的调查。

2016年的HO3是3年前在夏威夷使用Pan-STARRS望远镜发现的。它属于准卫星的范畴,因为它似乎也环绕着地球。图片来自天文研究所。探测器甚至可能隐藏在每年都接近地球的同轨道物体中。就小行星2016 HO3而言,它是如此忠诚于我们,它也被称为地球的永恒伴侣。这个多岩石的天体是稳定的,大约一个世纪前就开始跟随我们了。在它珍珠般多尘的表面之下,可能埋藏着一件外来的人工制品,也许已经向另一种文明发出了信号,表明它在这里发现了什么东西。在这个充满水的星球上熙熙攘攘的生活,充斥着人声和古老的相思之歌。

我们与另一种文明之间的联系将是一个重要的时刻。这不是拿起电话,像一个人对另一个人那样拨号,然后把线绕在手指上。而是一种文化影响另一种文化。一个更先进的文明可以帮助我们在物理、化学、生物、数学等领域取得进步。即使他们并不比我们更有知识,他们也会解开我们最难以忘怀的谜团之一。我们认为生命居住在其他恒星,当它可能已经在这里的时候,在地球-月球的光晕轨道的未被探索的区域,共同轨道,或者发射出我们还没有看到的氚。在许多方面,发现一个探测器比仅仅是无线电信号的影响更大。就像一块巨石,它可能是我们可以拿着、解剖和交谈的东西。

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