寻找外星人的过程

今年夏天，面无表情的前美国空军情报官员戴维·格鲁什（David Grusch）坐在众议院监督小组委员会面前，提出了一些非同寻常的 主张。其中最主要的是，美国政府有一个秘密计划，该计划可以定位然后逆向工程不明飞行物（UAP）——一种表面上不太愚蠢的说法，即不明飞行物（UFO）——并且美国特工拥有非人类生物物质。

他的国会代表听众对此表示怀疑、轻蔑和愤世嫉俗。但正当他们准备嘲笑他时，格鲁施打出了他的王牌。他拿出几张被肢解的生物的高分辨率照片，这些生物显然不属于这个世界，这些生物是由穿着防护服的科学家从宇宙飞船残骸中小心翼翼地取出来的。就是这样——一切都改变了的那一刻。人们震惊地倒吸一口凉气。相机的闪光灯像烟花一样响起。外星人是真实存在的。一切都将不再一样。

只是在开玩笑。

格鲁什没有提供任何可验证的证据，仅引用匿名消息人士告诉他的模糊信息。当被要求确认时，他说，由于这一切都非常机密，他无法在宣誓时提供具体细节。

人们很容易认为这种古怪的行为很少见。但就在几周后，墨西哥国会举行的一次类似的 UAP 会议上出现了一个棺材状的盒子，里面装着据称是外星人的遗骸。（剧透警告：他们不是外星人）。

让我们说清楚一点：国会听证会并不是我们发现外星智慧生命存在的方式。它们分散了人们对真正的外星人搜寻工作的注意力——这种工作不涉及哗众取宠的个人和炫耀的特技，而是科学家在星辰大海中寻找外星智慧生物的声音或景象。

因为太空巨大得令人不方便，而且穿越它非常耗时（无论如何，不​​要让时空结构屈服于你的意愿），所以人类与外星人（ET）的第一次接触很有可能是以窃听的形式出现的。他们发送的无线电信号，或者用望远镜看到科技文明的迹象，比从坠毁的太空舱中救出一个煎饼状的绿色小旅人还要多。

这就是科学家们的工作重点：倾听和观察头顶的星星。

这种努力是详尽无遗的，令人筋疲力尽，而且大量的误报可能会让人感觉是西西弗斯式的。但成功的前景让一切都是值得的。SETI 研究所的高级天文学家塞思·肖斯塔克 (Seth Shostak)表示，经确认的 ET 信号探测将是“将历史分为我们知道有人存在之前和之后”的时刻。

发现外星智慧的存在也将立即教会我们一些关于宇宙生命可持续性的深刻知识。

美国宇航局行星宜居性研究员拉维·库马尔·科帕拉普（Ravi Kumar Kopparapu）表示：“如果我们发现了一个文明，这意味着文明可以存在一段合理的时间并克服它们的问题。” “这意味着我们有很大的希望。” （或者，如果殖民化的残酷历史对此有任何说明的话，那就是巨大的危险。）

这不仅仅是将科技的耳朵和眼睛指向夜空并聆听遥远智慧体的低语或音乐的问题。宇宙是一个喧闹的地方，充满了能量爆发——包括来自地球本身的喧嚣——这些能量淹没了，有时甚至模仿了潜在的外星传输。这使得外星人情报的可能迹象变得难以发现和确认。

这就提出了一个问题：有一天，我们可能会收到来自外星智慧生命的信息，或者看到外星智慧生命的迹象。那么我们怎么知道它是真的呢？

为什么要寻找外星智慧生命？

我们孤独吗？我们许多人本能地认为这是一个值得解决的问题。但为什么尝试回答这个问题实际上很重要呢？

SETI（寻找外星智慧生命）是任何天文学家或天体物理学家只要能够使用合适的天文台就可以做的事情。最著名的研究机构是 SETI 研究所，这是一家位于硅谷的私人资助的非营利性研究组织。它于 1984 年成立，随着时间的推移，其资助者和具体职能发生了变化，但它始终对寻找外星智慧生物的迹象感兴趣。世界各地其他机构和大学的其他 SETI 研究小组也有同样的基本目标。

如果你要求他们的任何成员解释他们的动机，一个常见的说法是发现外星人的科学启示将是无与伦比的。

如果他们发现那里存在生命——已经形成了文明的智慧生命——这首先意味着生物学不是侥幸。相反，它可以在许多世界扎根；某种东西不仅会出现，而且会反复产生思考、技术、好奇的生物，这些生物可能希望与他人分享他们对宇宙的知识，以及他们穿越或生存的方式。如果这个文明存在于一个与地球非常不同的世界，那就表明这个基本上不适宜居住的宇宙中居住着无数不同的宜居岛屿。

加州大学伯克利分校主任安德鲁·西米恩 ( Andrew Siemion)表示，像许多最初的前卫科学学科一样，从天体生物学到行星防御，多年来“我们的一些同事对该领域的可信度抱有一些怀疑”。SETI 研究中心。这听起来有点太科幻了，似乎脱离了现实，更像是X 档案而不是 X 射线天文学。但那些致力于这项事业的人并不介意。“我想知道什么样的心态才能对SETI不感兴趣？” 西米恩说。“那是一个什么样的人？”

最近的国会 UAP 听证会等不光彩的公开表演也无助于搞笑。但西米恩表示，对 SETI 研究的怀疑态度“在过去七年里发生了不可估量的变化”。部分原因是“突破聆听”计划，这是一项引人注目的、引人注目的 1 亿美元的 SETI 研究项目，由慈善夫妇尤里·米尔纳 (Yuri Milner) 和朱莉娅·米尔纳 (Julia Milner) 建立的基金会资助。该计划（西米恩是该计划的首席研究员）绝不是社会最高经济层的又一个古怪的宠物项目，它大力支持认真的 SETI 研究，并正在帮助推动该领域的发展。

无论是哪个机构或资金来源，也无论研究人员是专门致力于研究还是只投入一小部分时间，目标始终是相同的：找到技术特征的证据——由非技术人员产生的某些东西的经验证据。 -自然、技术来源。

但如何最好地寻找一个呢？

调整银河收音机

1959 年，两位物理学家朱塞佩·科科尼 (Giuseppe Cocconi) 和菲利普·莫里森 (Philip Morrison) 在《自然》杂志上发表了一篇论文，试图将科幻小说的某个方面变成现实。它的标题是“寻找星际通讯”。

该论文指出，我们的太空宜居角落，以及我们的人类文明，可能可以通过另一个世界的天文台明显地发现——如果这是真的，那么外星人可能正在试图与我们联系。他们写道：“我们假设很久以前他们就建立了一种沟通渠道，有一天我们会知道这一渠道。” “那会是什么样的渠道？”

西米恩说，这篇论文标志着“现代 SETI 的开始”。这是因为它提出了一种具体、科学的搜索方法：相当于转动模拟收音机上的旋钮，最终找到包含来自外星人的消息的频率。这是迄今为止 SETI 研究的支柱。

我们正淹没在以光速穿过宇宙的无线电波海洋中。它们几乎来自一切，包括坍缩的恒星、气态巨行星的极光以及通信技术。几乎任何导致电子过度运动的东西都可以发射无线电波。重要的是，每个无线电波都带有一些有关其来源的线索。通过分析它们的频率，并记录信号特性如何随时间变化，科学家可以区分文明的无线电传输和喷发的黑洞之间的区别。

马克·考夫曼/华盛顿邮报，盖蒂图片社

无线电波的天然来源具有独特的指纹。即：宾夕法尼亚州立大学的天文学家贾森·赖特 (Jason Wright)解释说，这些信号源的广播频率范围很广。它们发出的信号可以被天文学家（顶起的）无线电拨号盘的许多电台接收到。

人造无线电波源（即，发射信息的外星发射机）看起来会非常不同。想想人类自己的无线电通信。当您想收听特定的广播电台时，您必须调至非常特定的频率。这就是无线电 SETI 研究的本质：寻找在极窄频率范围（称为“窄带”）上广播的相干传输。“大自然无法做到这一点，”加州大学洛杉矶分校的射电天文学家和技术签名研究员让-吕克·玛戈特说。将广播范围缩小到一个特定频率或几个频率需要机器——基本上没有例外。

这意味着这个任务基本上是简单的。乔德雷尔班克天体物理中心主任迈克尔·加勒特说，科学家们正在寻找“通常看不到的来自恒星和星系的东西” 。“任何你不希望大自然产生的东西。”

但这说起来容易做起来难。过去，大自然曾暂时欺骗过天体物理学家。以脉冲星为例。今天，科学家们知道它们是快速旋转、高密度的恒星尸体，从两极发射出辐射束，就像神的灯塔一样。但情况并非总是如此。

脉冲星的绚丽行为于1967 年首次被理论化。1968 年，另一组科学家首次发现了来自脉冲星的信号，但他们并不知道它到底是什么；辐射爆发的规律性似乎非常不随机，以至于天文学家一时无法完全排除人工产生信号的可能性，甚至将其源称为LGM1—— “小绿人1”。但同年晚些时候，另一位科学家将 LGM1 的规律节奏与先前存在的星体灯塔理论 联系起来，LGM1 被理解为一种自然现象，而不是外星设计的灯塔。

总会有警告，大自然总是能带来惊喜。但来自太空的非随机窄带无线电信号是一个很好的起点。西米恩将其比作在广阔的岩石中看到吉萨大金字塔。当然，从技术上讲，某种自然过程可能会形成金字塔，但从这种混乱中创造出这种秩序的可能性是无限小的——即使你找到了一个，你也可以检查以确保它不是一个金字塔。大自然的侥幸。

技术签名清单

从理论上讲，任何进行常规射电天文学研究的人（例如，凝视超大质量黑洞）都可能偶然发现这些看似非自然的射电信号之一。但这不太可能。这种射电天文学需要打开仪器的机械耳朵来接收大范围的频率。

寻找无线电技术特征意味着在自然噪音的风暴中非常仔细地寻找信号。幸运的是，当代的无线电 SETI 搜索利用了超级计算机的力量，并且越来越多地利用机器 学习程序来同时转动许多不同的无线电接收器的刻度盘，搜索感兴趣的窄带信号。

但我们不要忘记，太空是巨大的。即使如今信号搜索效率更高，但仍有大量空间可供细读。大多数 SETI 研究人员并不总是进行有针对性的研究——例如，监听已知有潜在宜居岩石世界围绕它们运行的​​宁静恒星。“你不知道先进的文明会做什么，”玛戈特说。他们可能会在远离家乡的地方建造一个无线电信标，也许围绕着一颗更敌对的恒星，他们可以远程监控这颗恒星。“我认为最好的方法是观察整个天球，”他说。

如果我们幸运的话，也许有办法走捷径。在 1959 年的论文中，科科尼和莫里森指出，宇宙中最丰富的物质是氢。氢气无处不在，它自然会产生特定频率的无线电发射：1,420 MHz。其他从事天文学实践的文明几乎肯定会知道这一点，并意识到其他文明也会知道这一点 – 那么为什么不以那个确切的频率广播传输呢？

“如果你必须在机场寻找一个不认识的人，你就去集合点，”玛戈特说。“1,420 MHz 可能是试图宣传其存在的文明的交汇点。”

“这真的很烦人，”赖特说。

这就是为什么一些研究人员（雄心勃勃地）呼吁在月球背面建立一个以 SETI 为重点的射电天文台，这样可以避免大部分噪音——至少在人类即将在月球表面永久存在的情况下。仍然很小。

但假设你可以排除人类自身的无线电干扰。然后科学家必须确定它来自太空的其他地方。可以使用一个或几个无线电天文台来了解信号的来源。但是，如果您同时使用大量射电天线（例如，南非的64 个天线MeerKAT 射电望远镜，甚至将全球多个天文台和阵列结合起来），您的灵敏度就会得到大幅提升，这可以让您找到正在广播信号的恒星周围的行星。

勾选所有这些方框，您就拥有了非常有前途的东西。但它还可以变得更好：如果信号在传输过程中改变其结构（称为调制），那么这会让每个人大吃一惊。“如果那里有一些明显的调制，那么我们就会知道它也在传递信息，”加勒特说。这就是在电话上听到持续的拨号音与听到等待音乐或某人讲话之间的区别。

“不清楚你能否理解它们，就像穴居人理解伦敦报纸一样，”SETI 研究所的肖斯塔克说。但我们可以认识到这些调制是某种代表性信息——从数学序列到代表口语的声音的任何东西——而无法翻译内容。

至此，只要多个研究小组独立得出相同的结论，就很难怀疑技术特征（又名智能生命）已经被识别出来。正如您可能已经猜到的那样，这一切尚未发生，尽管有好几次，事情看起来很有希望。

例如，2020 年，“突破聆听”项目检测到了看似非随机的窄带无线电信号。它被称为 BLC1，它特别诱人，因为它被认为是从距离太阳最近的恒星比邻星发出的，该系统被认为在其轨道上有岩石（并且可能适合居住）世界。但多项 研究最终得出结论，该信号是某种来自地球的干扰，并非外星信号。

“我想你可以说，这是一次过山车，”西米恩说。“这真的很令人兴奋。” 通过如此严格地询问信号，事实证明这是一次很好的教育经历。“我们期待 BLC2，”他补充道。

视频杀死了广播明星

正如人们常说的，眼见为实，我们的第一个技术签名有可能不是通过收听宇宙广播电台而是通过观察望远镜的瞄准镜来实现的。

天文学家寻找其他行星的一种方法是凌日法。如果一颗恒星的亮度暂时下降，那么从地球上看，可能有东西从它前面经过。如果它定期下降并且每次下降的幅度相同，那么这通常是由行星引起的。

如果在凌日过程中，一颗恒星的光穿过一个世界的天空，那么它就会携带有关该行星大气层化学成分的信息——天文学家可以使用正确的仪器来解码这些信息。这对于各种原因都很有用，包括确定一个世界是否有可能适合任何种类的生物居住，甚至寻找可能的生物 特征本身的线索——可以由生命产生（有时是唯一的）的化学物质。

这项技术也可以用来寻找外星文明的污染。例如，二氧化氮是由森林火灾、火山、闪电和其他自然资源产生的。但地球上的大部分二氧化氮来自化石燃料的燃烧，特别是来自道路车辆的燃烧。在系外行星上检测到这一点可能暗示存在一个燃烧化石燃料的文明，该文明尚未完全转向使用核聚变等未来清洁能源。

与许多天然和人工来源的生物特征一样，检测到大量二氧化氮并不能完全证实外星智慧生物的存在。

在艾姆斯

其他化学物质会发出更清晰的警报，例如氯氟烃 (CFC)。它们存在于气溶胶喷雾剂、包装材料、溶剂、制冷剂等中；它们会侵蚀臭氧层，然后被《蒙特利尔议定书》在全球范围内广泛禁止。“没有任何自然过程可以产生氟氯化碳，”美国宇航局行星宜居性研究员科帕拉普说。当詹姆斯·韦伯太空望远镜检查系外行星的生物特征时，它检测到 CFC 的存在，这并非不可想象。

SETI 科学家不仅对星光所携带的信息感兴趣，还对星光携带的信息感兴趣。他们还对自己接收到的星光总量感到好奇。当物体经过恒星前方时，其表观亮度会下降。而且这种下降也有可能是由行星以外的其他东西造成的——某种更难以置信但更奇妙的东西。

科幻小说中充满了外星巨型结构、深不可测的巨大物体，例如世界大小的空间站或围绕恒星的巨大球体，以吸走几乎无穷无尽的太阳能。凌日现象总是有可能揭示出一颗遥远恒星周围存在着明显非自然的东西——这种探测可以通过有针对性的无线电 SETI 工作来跟进。

一些凌日现象已经引起天文学家的注意。例如，塔比之星（以一位美国天文学家的名字命名，他领导的团队发现了这颗恒星奇怪的光波动）周围混乱、零星的变暗现象无法用行星的周期性轨道来解释。没有人能自信地解释这些恶作剧的原因，但人们提出了各种假设，包括行星破碎的遗迹、成群的彗星，当然还有外星巨型结构——一种光学技术特征。尽管很少有科学家相信存在外星智慧生命的解释，但正在进行的工作仍无法最终排除这种可能性。

星际闯入者

对外星人情报的首次确认可能来自于距离地球更近的探测，可能是在我们自己的太阳系内。天文学家正在寻找太阳轨道附近的奇怪物体。有时他们会找到它们。

2017 年 10 月 19 日，天文学家在我们的太阳系中发现了一些非常不寻常的物体：一个薄煎饼或雪茄形状的、反射性极强的天体，在离开太阳系时正在加速，其加速速度仅靠其围绕太阳的引力弹弓就可以达到。显然没有解释。

该物体被称为“Oumuamua”，这是首次确认的星际物体的目击事件，该物体源自另一个恒星系统。

它的奇异性状最初令人费解，但天文学家很快就接受了它是一种具有不寻常特征的自然实体的想法——除了一个值得注意的例外。

哈佛天文学家阿维·勒布 (Avi Loeb)因对外星技术提出挑衅性（且未经证实的）说法而闻名，科学界的许多人认为这种说法既令人疲惫又令人厌恶，他得出的结论是，对“Oumuamua”最合理的解释是，它是外星智慧生物的产物。也许它是一种侦察船，是一艘由反光帆上的星光像风一样推动的船只。他就此写了一本畅销书，名为《外星人：地球之外智慧生命的第一个迹象》。

六年过去了，关于该物体的真实性质仍然存在相当多的 争论。但天文学家在一件事上步调一致：勒布关于“Oumuamua”的理论没有通过嗅觉测试。

它已被包括赖特在内的多名研究人员彻底揭穿，他与人合着的对关键主张的分解得出了一个更合理的结论，这是更广泛的社区所认同的：这是一颗彗星（或小行星），其形状并不比许多彗星更奇怪。事实上，在外太阳系中发现的物体及其奇怪的加速度可以用几种不同的自然过程来解释，包括像短暂的火箭助推器一样的冰蒸发。（SETI 研究所的研究人员和 Breakthrough Listen 的成员也没有发现来自“Oumuamua”的无线电信号。）

鲁宾观测站/NSF/AURA/W。奥穆兰

就像国会中的 UAP 听证会一样，这种令人窒息的炒作分散了 SETI 研究人员实际工作的注意力。

光学 SETI 是一个越来越受欢迎的研究领域，而且由于智利正在建设的维拉·C·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory），它的研究将会变得更加容易，该天文台配备了下一代望远镜眼，可以看到大片的天体。太空，同时还监视很远的微弱物体。大多数天文台只能做其中之一。但鲁宾每年都会在太阳系中发现数百万个新天体，包括彗星、小行星，甚至是造访我们银河死水的星际天体。

它的法证十年普查将为天文学家提供太阳系动物园的视觉百科全书，从规则的圆形小行星和彗星到看起来像狗骨头、雪茄或雪人的奇怪行星，从靠近地球的行星到接近地球的行星。位于太阳系边缘的那些。

从那时起，科学家们将能够快速发现一个与有记录的数亿个其他物体相比，看起来确实不自然的物体。“如果死星位于 200 天文单位（地日距离的 200 倍）处，我们可能就能看到它，”贝尔法斯特女王大学的天文学家梅格·施瓦姆(Meg Schwamb) 说道。不仅如此，如果一个物体没有以传统物理学可以解释的方式绕太阳运行，鲁宾天文台将能够发现它的奇怪行为。“这是一个合理的问题：是否有什么事情朝着错误的方向发展？” 施瓦姆布说。

如果你知道，你就知道

SETI 研究是一项艰苦的工作。无论科学家如何做到这一点，都需要时间、精力和大量健康的怀疑态度。那些寻求经典不明飞行物的切实满足感的人几乎肯定会非常失望。

普林斯顿大学天体物理学家大卫·斯佩格尔表示，美国军方当然在隐瞒事情。但这并不意味着它隐藏着外星人。

斯佩格尔看待事物的方式是，访问地球的外星智慧生物要么希望被人看到——在这种情况下，它会相当华丽地向政府和公民展示自己——要么不想被看到，在这种情况下，它将仍然难以理解。每个人，甚至间谍。他们不会在星际飞船上安装闪烁灯，就像乌克兰的无人机不会用闪烁的底灯向俄罗斯军队宣布它们的存在一样。

斯佩格尔打趣道，外星侦察飞船上的明亮灯光唯一有意义的地方就是外星智慧生物在恶作剧我们。“如果我们看到的外星人基本上都是十几岁的牛，而我们就是牛怎么办？” 他笑着说。

斯佩格尔还是最近成立的NASA UAP 委员会的主席，该委员会的成员一直在讨论航天局及其商业合作伙伴（与美国军方不同）如何透明地收集和共享数据，以协助美国政府分析潜在的潜在威胁。 UAP 目击事件。

这种透明度是整个 SETI 研究的象征。执行者希望公开此事，分享他们的兴奋，阻止阴谋论者的白日梦，并强调这是一项艰巨的工作，没有任何保证。

在 1959 年的论文中，Cocconi 和 Morrison 指出“成功的可能性很难估计；但如果我们不去寻找，成功的机会就为零。” 半个多世纪后，这种感觉在 SETI 研究人员中仍然很普遍。

“是的，你必须要有耐心。是的，这既困难又令人沮丧，”西米恩说。“但最终，你将揭开宇宙中最大的谜团。”

对他来说，寻找外星智慧生命最有趣的部分既是哲学性的，也是科学性的。他引用已故的卡尔·萨根的话说，“宇宙最有趣的特性是，它以某种方式进化出了一种了解自身、提出有关自身问题的能力。”

换句话说，数十亿年的无意识物理和化学创造了生物学，而另外数十亿年又产生了至少一个物种（即我们人类），它大声地想知道一切是如何形成的，从而有效地赋予了宇宙自我意识。

知道我们不是唯一有能力做到这一点的人不是很好吗？每个人都需要一些独处的时间，但没有人喜欢真正、永久的独处。SETI 科学家只是将这一概念应用于整个物种范围。我们有可能与其他智慧物种一起寻求自我理解。他们可能比我们更不知道大问题（“我们为什么在这里”）的答案，但我们可以和他们一起解决这个问题。