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外面有人吗?

当然,在宇宙无数的星球中,总有一个孕育着能够回应的生命。

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今年哥伦布日,NASA 启动了有史以来最先进的搜寻地外文明计划(SETI)的无线电接收器。为什么选择无线电?因为太空旅行成本高昂,而恒星之间的距离浩瀚。无线电波以光速传播,比宇宙飞船便宜得多。因此,在哥伦布航行 500 周年之际,NASA 正在对银河系进行无线电探索,寻找来自银河系的微弱的非自然信号。

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参与搜寻的科学家们相当确定那里有东西。人们会说出许多数字,高低不等,来表达生命存在的概率。以下是一些中间估算:银河系估计有 4000 亿颗恒星。行星可能相当普遍,所以你可以估算每十颗恒星中有一颗拥有行星,也就是 400 亿颗拥有行星的恒星。如果每颗这样的恒星有十颗行星,那就是 4000 亿颗行星。但是,有多少地方可能适合生命居住?如果地外生命与我们的生命形式相似,那么我们需要一个不太热也不太冷的行星,有大气层,有水。在我们的太阳系中,只有地球符合条件,尽管火星和金星也很接近。因此,我们保守估计,每个恒星系统中只有一颗行星适合居住。那就是 400 亿颗宜居行星。

它们中有多少真的发展出了生命?这个估计取决于你认为生命开始的难度有多大。我们可以取千分之一的估计,这是一个相当高的难度。那就是 40 亿颗有生命的行星。

然而,关键问题是,有多少行星上有智慧生命?这个问题就更难给出确切的数字了。没有科学的衡量标准。我们假设每 100 次中出现一次,那就是 4000 万个文明。其中有多少文明的技术先进到足以进行远距离通信?如果没有无线电,SETI 就找不到它们。但物理定律显然在整个宇宙中是相同的,智慧生物很可能会发现与我们相同的定律,并建造像无线电这样的设备来利用它们。我们假设每十个文明中有一个这样做。那就是 400 万个我们可以与之交流的群体。

但这是一个非常古老的宇宙,这些能通信的文明能持续多久?假设一颗行星的平均年龄是 100 亿年(我们年轻的地球不到一半),而它的文明能进行通信的时间是那个时间的三千分之一——1000 万年。这意味着,千分之一的先进文明,也就是 4000 个世界,可能在现在就可以被探测到。

为了找到它们,NASA 制定了双管齐下的策略,将工作分为加州北部艾姆斯研究中心和帕萨迪纳喷气推进实验室。艾姆斯将使用 1400 万个无线电频道,观测大约 1000 颗与太阳相似的恒星——这些可能是最适合生命存在的行星的地方。利用波多黎各巨大的阿雷西博射电望远镜,他们将一次专注于一颗恒星,以获得最大的灵敏度。

帕萨迪纳小组将扫描整个天空,覆盖整个银河系,但灵敏度较低。他们将使用加州戈德斯通的天线,该天线是用于与航天器通信的深空网络的组成部分。他们将从 200 万个频道开始,但最终将达到 3200 万个频道,覆盖 1000 到 10000 兆赫兹的微波频谱。

宇宙是一个嘈杂的地方,宇宙射线、类星体、脉冲星和气体云都在发射信号供射电天文学家研究。然而,大自然的信号会分散在许多千赫兹的频率上。SETI 通常假设外星生命发送的信号比这窄得多,是那些会明显显得人造的信标。

如果检测到什么会怎样?喷气推进实验室 SETI 项目经理 Michael Klein 说,该系统包含许多高度自动化的过滤器。里面有很多检查,用来判断:这是我们正在寻找的信号吗?会不会是干扰?是不是卫星?是不是某人的微波炉?

我们自身的噪音确实是一个主要的难题,来自飞机、车载电话和军事通信等信号的喧嚣。JPL 已经对这个星球的无线电噪音进行了有史以来最广泛的研究,以帮助开发自动排除这些信号的计算机程序。

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一些候选信号仍会通过这个筛选过程,然后就轮到人类参与了。Klein 说,你会感到兴奋。但他接着说,你必须确保这是真的,而不是被卫星或试图欺骗你的人所迷惑。信号必须得到另一个天文台的确认,以证明它确实来自宇宙源。

Klein 希望有一天,他们能收到一个已验证的信号。然后,他说,NASA 总部将通知总统。

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Klein 指出,NASA 系统不是唯一的运行系统。其他先进的 SETI 系统也将进行搜索,包括行星协会在哈佛大学的 META 项目(巨通道地外信号测定器)和阿根廷射电天文学研究所,以及加州大学伯克利分校在阿雷西博运行的 SERENDIP III(搜寻近距离发达智慧种群的地外无线电辐射)。

成功的启示是令人惊叹的。正如艾姆斯 SETI 办公室主任 John Billingham 所说:“这将改变我们对自身、我们的文明以及我们自己的星球的看法,就像文艺复兴时期的哥白尼革命推翻了地球是宇宙中心的观点一样。”

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