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科学家如何扩大SETI和寻找外星生命的范围

2020-06-20 11:25:24来源:

在电影(Contact)将搜寻地外文明(SETI)搬上大银幕20年后,天文学家们开始意识到,20年后现实世界的情节可能会完全不同。

到目前为止,SETI的主要任务是用射电望远镜进行观测,寻找可能指向外星信号的异常模式。但SETI的实践者们意识到,外星人可能会以其他方式让人们知道它的存在。

在未来的20年或200年里,SETI可能会代表着感知地外不规则,从不寻常的大气化学到高于预期的热排放。太阳系以外的生命迹象甚至可能与我们尚未遇到的现象有关。

“二百年后,人们将看我们在做什么,也许笑说,“他们为什么不找速子,或子空间通信、”或类似的东西,“丹•沃什米首席科学家SETI在加州大学伯克利分校,开玩笑说大学举行的一次演讲中与10月的世界科学记者大会上。

与1997年《接触》上映时相比,现在关于太阳系之外是否存在生命的问题更加尖锐,这主要是因为太空调查已经确定,可能存在数十亿颗潜在的宜居行星。

一些缺乏科学依据的事态发展,比如本月披露的五角大楼资助秘密UFO调查直到2012年,也有助于提高人们的兴趣。

伯克利的报告汇集了SETI的主要研究人员,还有伦敦玛丽皇后大学的Guillem Anglada-Escude,他是潜在宜居系外行星研究的领导者之一。

第一批太阳系外的行星是在20世纪90年代中期被探测到的,当时使用的技术是寻找恒星运动中微弱的引力摆动。在2010年,这是一件大事,当时已知的系外行星达到500个。如今,候选系外行星的数量已经超过了5000颗。

安格拉达-埃斯库德说,行星搜索的重点越来越集中在可能适宜居住的行星上,比如比邻星b,这是最近的系外行星,他和他的淡红点团队去年才发现了它。

“探测花了这么长时间,不是因为我们没有技术,而是因为我们不知道去哪里搜索,”他说。

现在天文学家知道如何检查红矮星,寻找可能适合居住的近距离行星,“这种情况将会更频繁地发生,”安格拉达-埃斯库德说。

这就产生了一个问题:到目前为止,天文学家已经根据外行星的轨道位置、假定的密度以及它们从母恒星得到的光的多少来判断外行星的宜居性。但要确定它们是否真的适合居住,以及它们是否有可能孕育生命,还需要更多的信息。

幸运的是,更多的信息正在路上——来自一些巨大的天文台,比如美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜,它将于2019年发射;以及更小、更集中的任务,比如将于明年发射的凌日系外行星调查卫星。

这样的望远镜可以梳理出外星大气的光谱特征,寻找可能暗示生物活动的化学失衡。这比寻找氧气或水蒸气要复杂得多。

“可能存在二氧化碳,甚至可能存在我们根本不希望存在的分子,”安格拉达-埃斯库德说。“我们可能会看到排放特征。当你有能力探测甲烷和氧气时,你会发现你根本没想到的东西。”

赛斯·肖斯塔克是加州SETI研究所的资深天文学家,他说,更强大的望远镜可以寻找高度发达的文明社会释放的余热,或者那些没有持续多久的文明社会留下的放射性废物。

他说:“已经有人提出了寻找死去的外星文明的计划。”

除了更好的望远镜,寻找外星人的科学家们还使用人工智能来帮助他们的搜索。

Wertheimer说:“我们刚刚开始学习如何在机器学习中寻找所谓的异常检测。”“在异常检测中,你把信号分类,‘这是一个曲线信号,这是一个正弦信号,这是一个脉冲信号’,如果不是这些信号,它就会说,‘嘿,我发现的东西不符合所有这些类别,这是一个异常。“它会提醒你,你可以看看它是否有趣。我们现在没有这样做,我们正在学习如何这样做。”

SETI天文学家吉尔·塔特是《接触》中主人公的模型之一。她说,为了确保没有发现外星异常,搜寻工作应该全天候进行。

她说:“我们的搜索有一个大漏洞……那就是我们对瞬变现象根本不是很敏感。”如果我们的望远镜恰好在外星人快速发送信息时正在寻找其他地方,那么我们就失去了联系的机会。

塔特说,寻找E.T.需要更稳定的资金,以提高成功率。在未来的几年里,要跟上无线电天线和其他类型的望远镜所提供的大量数据将会更加困难。

肖斯塔克说,通过“仔细梳理每天收集到的天文数据,找出有一点不同的异常现象”,我们很可能会发现太阳系以外存在生命的证据。

“我觉得这一切都很有趣,”他说。