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探寻外星人的足迹 从外星人城市开始

2015-11-02  ldjsld
外星人究竟在哪里?有没有外星人?我们找到外星智能生命的希望看来越来越渺茫:火星和金星并非我们原来猜想的那样人丁兴旺;外太阳系的冰雪世界虽然可能拥有生命,但几乎可以肯定最多不过是微生物而己:向遥远外星发出的无线电信号至今也没有任何回音……一些天文学家在失望之余暗示我们:应该向星际空间(恒星之间的空间)大声呼喊“你好”,刺激“正在打瞌睡”的外星人作出回应。

  事实上,一些天文学家已经开始进行新的尝试了。目前,有三个天文学家团队正计划扫描广大的空间,以期发现外星人或者由外星人建造的巨大工程。这些天文学家的理念是:不必再尝试拦截外星通信,或许我们应该找寻外星人的“物品”。
  之前科学家在这方面已经有过一些小规模的尝试,而现在,三个天文学家团队计划扫描广大得多的空间。其中两个团队希望在星光的明暗变化中发现“外星工业”的影子,第三个团队则希望通过筛选“外星垃圾”达到此目的。这后一种方法就好比考古学家通过筛选考古发掘出的尘土寻找古代遗迹。当然,天文学家想要找的东西比史前的隧石箭头或陶器碎片要宏大不知多少倍——他们要找的是行星大小的发电站,围绕恒星的环或球,太阳系大小的电脑,甚至包括宏大到整个星系大小的硬件配置。
  真有庞大到如此惊人地步的外星巨厦吗?这听起来令人匪夷所思,但它背后有个简单的理念:外星文明可能比地球文明先进不知多少倍。人类修建的道路和城市已经遍布地球表面的许多地方,我们也已经向其他天体发射了许多探测器,这一切不过发生在几百年间,而外星文明可能已经发展了好几万年甚至数百万年!
  美国物理学家弗里曼·戴森早在1960年就指出,如果外星文明持续发展和扩张,它们就不可避免地将消耗越来越巨量的能源,而在任何恒星系统中最大的能量来源就是恒星本身。我们今天的总能量消耗相当于到达地球的阳光数量的大约0.01%,所以太阳能完全能满足我们的所有需求。然而,如果能量需求以每年1%的速度持续增长,那么1000年后到达地球的太阳能将无法满足我们的能源需要。其他能量来源例如核聚变并不能解决问题,原因是产生的废热会烤干地球。 探寻外星人的足迹 从外星人城市开始,UFO中文网
  以此推想,外星文明可能已经开始在空间建造恒星能(太阳能就是一种恒星能)电厂、工厂甚至居住地。建筑材料可能开采自小行星,接着是行星,再接着甚至可能是恒星自身。戴森的结论是:经过几万或几百万年后,恒星可能已完全被外星人所建造的巨大球体包围。这种球体被称为“戴森球”。
  戴森球的规模之大让人难以想象。一个半径类似于地球与太阳之间距离的戴森球,其面积将超过地球表面积的1亿倍。建造这样的戴森球肯定很不容易,原因是单独一个这样的球几乎不可能承受极大的压力和引力不平衡,更可能的选择是球簇——许多巨型电站分布于环绕恒星的互不交叉的轨道上。戴森自己不愿意猜测其中的细节,也不愿意猜测戴森球是否已经出现的可能性。但他指出,重要的是,如果外星人已经建造了戴森球,那么我们就有机会看见它们。
  一个巨大的球会遮挡恒星的光线,使得我们看不见这个球,但这个球仍然会以红外辐射的方式发射废热。因此,正如美国著名宇宙学家卡尔·萨根在1966年指出的那样,如果红外望远镜看见了一个温暖的物体,而在可见光波长则什么也看不见,那么这个物体就可能是戴森球。
  一些天然物体也可能产生同样的效果。非常年轻和非常古老的恒星经常被尘埃和气体环绕,这些气尘会阻挡恒星的光线并辐射红外线。不过,物体的红外光谱会泄露物体的秘密。尘埃中的硅酸盐化合物会在光谱中产生特征明显的宽峰,温暖气体中的分子会在特定波长产生或明或暗的光谱线,而来自戴森球的废热产生的热光谱平滑、无特色。显然,对于寻找外星巨厦的天文学家来说,越无趣的红外光谱越好。


  1983年,在调查天空10个月之后,“红外天文卫星”提供了合适波长的良好的天空图景。一些天文学家分析了这些数据,其中包括美国费米实验室的理查德·卡里根,他在2009年发表了自己的最新搜索结果。不过,卡里根没有发现具有说服力的红外源,他的搜索范围有限,只能探察类太阳恒星周围的戴森球,而且这些恒星与地球的距离不超过1000光年。这个范围相比银河系来说实在太小——银河系的直径是10万光年。


  目前,还没有几个天文学家加入到卡里根的寻找戴森球的行列中,原因之一是缺乏资助。2012年,一名亿万富翁设立了“坦普尔顿基金”,专门资助“新前沿”项目——寻找外星巨厦之类的新思路。一些天文学家抓住了这个机会。2012年10月,该基金批准了三项独立的搜索计划。其中一个项目由宾夕法尼亚大学的贾森·莱特领导,目的是通过分析来自两部空间红外天文台——“宽视场红外调查探索者”和“斯皮策空间望远镜”(分别发射于2009年和2003年)的数据寻找戴森球的废热。得益于上述两部空间天文台的探测数据,天文学家能扫描的空间范围将比卡里根的大几千倍。因此,如果存在一颗完全被戴森球包围的类太阳恒星,不管它在银河系中的什么地方,天文学家都应该能发现它。
  在莱特看来,就算如此大范围的搜索也不够雄心勃勃。他猜想,具有如此先进技术的外星文明应该能够在几百万年内传遍并殖民整个星系(星际旅行应该不会比建造戴森球更艰难),在此过程中,外星人走到哪里就在那里建造戴森球。这样的文明很难灭绝,因为到处都可能有自给自足的救生球。如果这种情况发生在银河系中,那么银河系里到处都应该有戴森球。莱特认为,要是最终在银河系中只发现了一个或几个戴森球,那肯定会让人大跌眼镜。

  
  于是,莱特的团队把调查目标指向了宇宙深处。他们的逻辑是:一个已被殖民的星系一定很快就会超越平凡,前往更抢眼的星系殖民。因此,他们要在“宽视场红外调查探索者”的探测数据中寻找一个最明亮的星系。如果某些极为聪颖的外星文明已经征服并包围了像银河系这么大的星系,那么莱特团队就可能发现它们的戴森球——哪怕这些戴森球远在10亿光年外。如果它们已经殖民了一整个星系团,哪怕它们的戴森球在更远的地方,也一样可能被看见。   尽管能看到很远的地方,上述这种探索废热的方法却有自己的缺陷——如果外星人建造的只是一条细薄的恒星能量采集器环,或者一个有很多空隙的戴森球,从而让大量的恒星星光穿透,那么莱特团队是看不到它的。而这正是另外两个天文学家团队的努力之所在——他们将在“开普勒号”望远镜的帮助下,寻找相对小的外星工程。


  “开普勒号”的任务是监测地球附近的大约15万颗恒星,探察它们的亮度改变。迄今为止,“开普勒号”通过这种方式已经发现了几千颗新行星。
  由夏威夷大学科学家安德鲁·霍华德领导的团队和加利福尼亚大学科学家、“行星猎手”(用于称呼发现了大量行星的科学家)杰弗里·马西领导的团队,将一起着力寻找无法正常解释的异常物体,采用的方法是搜索不同寻常的变暗模式。而由普林斯顿大学科学家卢仙妮·沃克维茨领导的另一个团队,也将在“开普勒号”的探测数据中寻找另类,但他们使用的方法略有不同——霍华德和马西团队的搜索依赖人工检视光曲线,沃克维茨团队则采用机器认知的运算法则。
  光曲线表示的是恒星在一段时间里的亮度改变,例如一个物体在恒星正前方经过时所造成的恒星亮度改变。霍华德说,如果这个物体的大小与一颗气态巨行星相当,来自“开普勒号”的光曲线就能揭示它的形状:如果这个物体是木星大小的矩形,那么就可以肯定它是外星人建造的。在霍华德看来,如此巨大的外星建筑无疑能存在很长时间,它们被天文学家发现的概率也会比较高。


  不过,在沃克维茨看来,上述推测毫无意义。她说,人们花了大量时间来试图揣测外星人的心态,但我们却连外星人的技术如何也全无概念。因此,我们对外星人会干什么的想象越多,我们的视野受限就会越严重。沃克维茨说她的团队将只寻找怪异的物体,而且候选对象不必是什么“大家伙”。他们的搜索可能探察到改变恒星星光的任何物体。如果这个物体是一面发电用的或者驱动太阳帆飞船用的巨型镜子,那么它一定会产生明显的闪耀。如果外星人有能力糊弄星际物理,例如延长它们的恒星的寿命,或者产生有用的元素,那么恒星的人工可变性也必将反映出来。沃克维茨预计,他们最快在几个月后就应该找到令人感兴趣的候选对象。
  当然,仅仅发现某种新的奇异现象并不意味着外星人就在那里。但哪怕最终发现的只是自然现象,科学家们也一样会开心,因为这样的搜寻同样是值得的。事实上,科学家在搜索戴森球的同时也在搜寻其他任何新的发现。
  所有这一切都会让戴森本人感到满意,他目前是“新前沿”计划的荣誉顾问。他说,对外星工程的搜寻不能与正常的宇宙探索对立起来。我们探索各式各样的天然物体。如果某种足够怪异的东西冒出来,它就有可能是外星人所为。


  不过,也有科学家表示了他们的担心:就算有某些形式的戴森球的确在那里,我们也未必能看出来。美国知名未来学家布兰德里就暗示:太空电站的最有效配置是一系列互相依偎在一起的球体,这些球体分成内外几圈,其中外环利用内环的废热。他想象这些电力供给一部巨大的电脑使用。
  如此配置的外层的最低温度,或许只比宇宙微波背景辐射的3K高一点点,这将导致天文学家很难从它的辐射中探知它的存在。因此,在我们不知情的情况下,外星人的电脑中心可能就潜藏在附近,正以名副其实的巨大而冷静的智慧打量着我们。
  很少有考古学家一开始发掘就指望发现一辆金战车,因此我们也不应太过乐观地希望马上就能找到戴森球。另一方面,外星人可能透过其他迹象来让自己显山露水。
  天文学家已经开始“嗅闻”一些太阳系外的行星的大气层组分,并已经发现了二氧化碳、甲烷、水蒸气和钠的光谱线。这些物质被发现存在于近距离环绕母恒星的巨行星附近,使得这些行星相对容易探测。
  理论上,用这种方法应该也能探查到类地行星大气层中的合成气体(例如氯氟烃)的微弱得多的光谱线。这类气体有可能是外星人实施全球暖化以改造星球、适于居住的迹象(有天文学家指出,地球人如果要想移民火星,或许应该考虑用氯氟烃和六氟化钠让火星升温)。
  当然,像这样的非刻意的污染很可能只有很低的含量,我们是很难探察到它们的。如果它们只存在几十年或几百年,我们更是需要足够的幸运才能发现它们。


  直击外星大气
  天文学家2013年3月宣布,他们首次详细地观察到太阳系外一颗行星的大气层。这也是对太阳系外的行星的化学组成进行的最初几次直接分析之一。在过去,天文学家只能通过观察行星的母恒星光度的微弱变化,来推断太阳系外的行星的存在以及行星的气体。如今随着观测仪器的升级,天文学家已经可以直接探察来自几光年外的行星的光线。
  这些数据不仅能揭示行星的存在,而且能表明行星大气层中富含什么成分。这类信息有可能披露行星的形成过程和行星上是否存在生命。不过,天文学家此次观察的这颗行星的大小和轨道排除了它是一个可居住世界的可能性。
  上述探测标志着探索太阳系外行星的新时代已经到来。2008年,天文学家首次拍摄到太阳系外的一个多行星系统——三颗气态巨行星环绕着恒星“HR8799”。“HR 8799”距离地球大约130光年,位于飞马座。这三颗行星都很炙热、很亮。因而让天文学家能直接探察到它们。2010年,天文学家又拍摄到了环绕“HR 8799”的第四颗行星。
  在最新研究中,天文学家聚焦的是其中一颗行星“HR 8799c”。它的质量是木星的5~10倍,与母恒星的距离是木星与太阳之间距离的大约8倍。正因为“HR 8799c”如此远离母恒星,所以天文学家能够屏蔽掉母恒星的光线,运用位于夏威夷的“凯克二号10米望远镜”记录来自“HR 8799c”的红外光。由于不同的气体以不同的方式吸收和发射光线,因此天文学家辨识出了一氧化碳和水,但没有发现他们原本以为会有的甲烷。
  在另一项研究中,天文学家运用加利福尼亚理工学院帕罗马天文台的“200英寸黑尔望远镜”,同时收集来自“HR 8799”的四颗行星大气层的红外光,结果发现了行星大气层中存在氨、甲烷、二氧化碳和乙炔的迹象。
  天文学家准备捕捉来自更多行星的光线。例如。2013年晚些时候,“双子座行星成像器”将被安装在智利的一架望远镜上,它将寻找大约600颗恒星周围的行星。天文学家希望相似的望远镜能拍摄到更小的岩石行星,并从中发现像地球一样的生命之星。

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