科學家如何經濟地搜尋外星智慧生命?
來源:新浪科技
發布時間:2021-09-08
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如果在幾十年的探索之後,我們(men) 終於(yu) 發現了外星智慧生命的證據,你會(hui) 作何感想?如果在幾十年的探索之後,我們(men) 終於(yu) 發現了外星智慧生命的證據,你會(hui) 作何感想?

  新浪科技訊 北京時間9月7日消息,如果有一天,人類文明終於(yu) 與(yu) 宇宙中某個(ge) 未知的生命力量取得聯係,你是會(hui) 沉浸於(yu) 驚奇和興(xing) 奮,還是充滿恐懼和不安?這一發現會(hui) 對我們(men) 人類的整體(ti) 產(chan) 生什麽(me) 影響?會(hui) 讓我們(men) 團結在一起,還是使我們(men) 更加分裂?

  世界知名天文學家、國際射電天文學研究中心執行副主任史蒂文·廷加一直在思考諸如此類的問題,他說:“也許尋找外星生命的過程能讓我們(men) 對自身有更深入的了解。”

澳大利亞(ya) 科廷大學的史蒂文·廷加教授是世界上研究外星智慧生命最權威的專(zhuan) 家之一澳大利亞(ya) 科廷大學的史蒂文·廷加教授是世界上研究外星智慧生命最權威的專(zhuan) 家之一

  史蒂文·廷加同時也是澳大利亞(ya) 科廷大學射電天文學研究所的教授,他與(yu) 澳大利亞(ya) 聯邦科學與(yu) 工業(ye) 研究組織(CSIRO)的同行希諾阿·特倫(lun) 布萊博士參與(yu) 了迄今為(wei) 止對外星智慧生命跡象最深入、最廣泛的搜索。在兩(liang) 次搜索中,他們(men) 都借助了默奇森廣域陣列(MWA)所提供的高靈敏度探測能力。這是一台位於(yu) 西澳大利亞(ya) 內(nei) 陸的低頻射電望遠鏡,其視域極其廣闊,多年來一直為(wei) 大量前沿科學研究提供支持。

  到目前為(wei) 止,科學家還沒有發現任何能夠表明人類在宇宙中並不孤單的信號。不過,在其他天體(ti) 物理學研究的同時,MWA等射電望遠鏡也使大規模巡天搜索成為(wei) 可能。毫無疑問,對地外智慧生命的搜索——通常被稱為(wei) SETI(search for extraterrestrial intelligence)——正引起越來越多人的關(guan) 注。

  例如,在美國國家航空航天局(NASA)最新的火星任務中,毅力號火星車所收集的岩石和土壤樣本,將用於(yu) 探索火星古代微生物生命的跡象,這也引出了有關(guan) 人類是否在宇宙中獨一無二的新問題。

位於(yu) 西澳大利亞(ya) 內(nei) 陸的默奇森廣域陣列已經兩(liang) 度完成了對外星智慧生命的最深入、最廣泛的搜索研究位於(yu) 西澳大利亞(ya) 內(nei) 陸的默奇森廣域陣列已經兩(liang) 度完成了對外星智慧生命的最深入、最廣泛的搜索研究

  2018年,科學家利用MWA對船帆座的部分區域進行掃描。據估計,該星座覆蓋了至少1000萬(wan) 個(ge) 恒星係統。在掃描區域內(nei) ,天文學家發現了6顆已知的係外行星,它們(men) 圍繞其母恒星運行,就像地球圍繞太陽運行一樣,而且有可能提供適合生命存在的條件。通過這次調查,加上之前的兩(liang) 次調查,史蒂文·廷加和希諾阿·特倫(lun) 布萊分析了75顆已知的係外行星,從(cong) 中尋找與(yu) 智慧文明發出的無線電信號可能有關(guan) 的窄頻帶信號,他們(men) 關(guan) 於(yu) 另外144顆係外行星的研究結果也即將發表。

  令人意外的是,MWA對地外文明的搜索可以和正在進行的其他科學研究相結合。希諾阿·特倫(lun) 布萊使用射電望遠鏡觀察銀河係中的恒星、氣體(ti) 和塵埃的分子特征,希望能發現生命的前導複雜分子,並將此作為(wei) 她博士研究的一部分。她和史蒂文·廷加隨後意識到,這些數據可以同時用於(yu) 尋找來自外星先進文明的無線電信號。

  “在目前階段,這是一條回報非常高,但花費很少的路線。換句話說,如果你運氣夠好,那麽(me) 沿著這條路走下去,其實並不會(hui) 花費太多的錢,”史蒂文·廷加解釋道,“所以,這幾乎是一個(ge) 完美的科學研究場景。”

  那麽(me) ,他們(men) 在MWA調查中究竟是在尋找什麽(me) 呢?“我們(men) 不能百分之百確定,”希諾阿·特倫(lun) 布萊承認道,“這就像讓一個(ge) 蹣跚學步的孩子去屋子裏找一樣東(dong) 西,他們(men) 會(hui) 非常興(xing) 奮地到處跑,在沙發下麵看了又看,然後瞪著大眼睛回來問,‘它是什麽(me) 樣子的?’”

  “總的來說,我們(men) 正在尋找一些出現在非常窄的波長範圍內(nei) 的強烈信號,可能在電磁波譜的任何位置。我們(men) 利用目前對宇宙的理解和迄今為(wei) 止的信號特征,建立了一些模型,用來縮小搜索範圍,”特倫(lun) 布萊補充道,“選擇觀察較低的無線電頻率或非常長的波長,一個(ge) 優(you) 勢是它們(men) 會(hui) 穿過地球的大氣層,所以我們(men) 可以建造地麵望遠鏡來探測這些信號。它們(men) 在星係內(nei) 的塵埃和氣體(ti) 中穿行,意味著我們(men) 可以跨越更大的距離探測到更遠的地方,如果是觀察更高的能量或較短的波長,是做不到這一點的。”

  盡管2018年的調查比以往進行的任何調查都全麵得多,但史蒂文·廷加指出,這仍然隻是滄海一粟。他解釋說:“我們(men) 的星係包含數十億(yi) 顆恒星,在這數十億(yi) 顆恒星中,1000萬(wan) 顆隻是很小的一部分。”

  “如果把整個(ge) 搜索空間比作地球上的海洋,那這就好比從(cong) 海洋中搜索一個(ge) 遊泳池那麽(me) 多的水。話雖如此,我們(men) 所做的仍然比之前任何人做到的都要好——當然,之前做的最好的也是我們(men) !”廷加補充道,“所以,我們(men) 正在做的就是證明這些技術能使我們(men) 在開發更強大的望遠鏡時走得更遠、更深入。這一進程的下一步就是平方千米陣。”

  MWA實際上是平方千米陣的“預熱”。十多年來,有十幾個(ge) 國家的數百名專(zhuan) 家參與(yu) 了平方千米陣的設計和工程作業(ye) ,目前該項目已經在西澳大利亞(ya) 和南非進入建造階段。這個(ge) 全球性的大型科學項目將提供有史以來最大、最複雜的兩(liang) 個(ge) 射電望遠鏡網絡,旨在解開宇宙中一些最迷人的秘密——這無疑會(hui) 讓SETI的愛好者異常興(xing) 奮。

  當史蒂文·廷加被問及如果平方千米陣的探測證實了外星智慧生命的存在,他會(hui) 作何反應時,他不假思索地回答道:“我將衝(chong) 到望遠鏡那裏,獲取更多的數據!”


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