如何尋找外星生命跡象?NASA科學家:月球背面建天文臺最理想

人類是宇宙中最獨特的存在嗎?為了找出這個問題的答案,科學家們一直以來將強大的射電望遠鏡看向外太空。不過近年來,搜尋地外生命的技術方法已超越了無線電,轉向了尋求更大的技術成就——「技術簽名(technosignatures)」。但當我們的大部分注意力聚焦技術簽名時,NASA戈達德航天中心的科學家拉維·科帕帕拉普(Ravi Kopparapu)表示, 我們可能遺漏了眼皮底下發生的事情。

發表在《宇航學報》(Acta Astronautica)期刊上的一項研究指出,盡管人們對搜尋地外生命的興趣激增,并且越來越多的科學家在尋找外星文明,但一個明顯的事實是,這個領域仍然很小,而且大部分研究由私人提供資金。因此科帕帕拉普認為大規模尋找技術簽名不是最佳方法,反而應將更多的觀察時間放在: 生命會在另一個星球上發展起來嗎?

科帕帕拉普表示,我們正在嘗試找到我們想找到的技術簽名,因為那是我們的想象力。但千萬不要忽略一點,技術簽名可能會以一種已經可以檢測到的方式顯現出來。

什麼是技術簽名?

SETI的科學家較少關注生物圈和生物特征,而是將精力集中在尋找智能生命上。在他們的研究模型中,生命最后像我們人類一樣繁榮發展成一個先進的文明。畢竟,人類是我們所知道的唯一先進的文明。

因此,為了找到技術先進的文明,我們在太空中尋找它們的技術前面。諸如此類的技術簽名可以有許多不同的表現形式。

窄帶頻率的無線電信號:即那些不是自然產生的無線電信號。

明亮的激光閃爍:基本上是行星際信標。

巨型結構:像戴森球(Dyson Swarms)一樣的巨大球形結構,類似于大型的太空太陽能發電廠。

粒子對撞機:如果存在外星文明,外星人也會學習了解物理定律,并可能使用某種形式的黑洞來構建巨大的粒子加速器,或許我們能夠通過它們散發出的「污染」來檢測到它們的存在。

污染物:燃燒化石燃料排放的污染物。

滅絕事件:如果一個文明遭到核彈或任何其他形式造成的滅頂之災,那麼我們將從滅絕事件中獲得伽馬射線。不過如果我們以這個方式找到了外星生命,那就意味著我們可能沒有機會見到它們。

搜尋地外生命「污染物」!

在過去的幾年中,太空望遠鏡已經發展到足以探測其他行星的大氣層的能力。隨著即將于2021年10月31日發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的發射,天文學家們正在期待對類似地球的巖石行星的大氣成分進行更詳細的分析。但是,如果我們正在尋找聰明的外星人,我們應該尋找什麼樣的氣體?

科帕帕拉普的回答是:氯氟烴。

我們都知道,氯氟烴不是天然產生的,而是人類廣泛應用于制冷、空調、溶劑和氣溶膠噴霧的一種化學物質。同時含氯氟烴也是一種強大的溫室氣體,觀測宜居行星上是否存在含氯氟烴可作為判斷存在外星生命的因素之一。

另外科帕帕拉普還提到可檢測大氣中的二氧化氮,一般情況下,在地球低層大氣(厚度約10至15公里),二氧化氮主要來自人類活動,而非像閃電或火山等非人類活動產生。

從月球上尋找外星人!

隨著我們技術的不斷進步,無線電震顫(至少在理論上與SETI所尋找的信號相似)正在變得越來越響亮,這使科學家過濾局部噪聲更加困難。科帕帕拉普建議在月球的背面建造一個天文臺,以搜尋源自地外的無線電傳輸。

其實這個想法是很多科學家多年的夢想,因為那里月球背面非常安靜,幾乎不受我們的廣播電臺、軍事哨所、飛機通信以及我們在無線電頻譜中任何其他物體發射的無線電輻射的污染。

月球背面有多安靜呢?1970年代初的NASA軌道飛行器發現,隨著衛星從月球后面飛過,來自 地球的無線電噪聲下降了1-3個數量級。模擬表明,這種影響在月球表面會更大。而且一項研究發現,在Daedalus火山口附近,一些來自 地球的無線電信號將減少多達10個數量級(100億倍)。唯一剩下的人類起源的無線電干擾將來自太陽系中其他地方的漫游車和探測器,當然,這些探測器和探測器的數量也遠遠少于地球軌道上的數量。

不過在月球背面建一個天文臺需要很多錢。根據美國宇航局網站的數據,以28.5度的傾角發送到地球200公里圓形軌道的每磅物料的平均成本約為10,000美元。相比建天文臺,NASA更愿意建一個基地。

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