外星智能体是怎样和我们交流的?解密人类已知的外星信号
发布于 2021-10-12 12:51
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简介：有没有这样的可能，外星生命以某种方式联系过我们，但我们未能接收到或解读到？宇宙中的某些未解之谜也许就与外星生命有关。
然而，寻找智能生命体存在证据的所有尝试都没有成功。或者，至少，它们不能提供明确的证据来证明智能生命体存在并期待和我们交流。但是考虑到随着时间的流逝，我们的技术（和我们的参考框架）已经没有多少可用的，有可能我们只是没有正确地倾听。
在搜寻外星智能体（SETI）的历史上，曾经出现过许多“候选人”（潜在的外星信号），和值得后续调查的无法解释的现象。虽然大多数是源于天然的宇宙现象，但也存在少数从未被完全解释的现象。
跟银河系相比，太阳系是渺小的。
数年之后，科学家们依然对神秘的远方信号、昏暗的恒星、快速射电暴，甚至是一个无法分类的星际物体感到困惑。最近，科学家还发现了一个似乎来自邻近星系比邻星的信号（甚至可能来自它的一颗行星！）。
会不会是外星智能体（ETI）曾试图与我们交流，而我们根本不知道呢？也许吧! 我们所知道的是，当一个 “候选人 ”出现时，科学家在提出任何主张之前必须排除所有其它的可能性。
位于新墨西哥州的美国国家射电天文台超大型阵列（VLA）。
外星智能体真的存在吗？
虽然寻找地外生命的努力只能追溯到大约一个世纪前，但早在 “理性时代”，其它星球可能有生命存在的想法开始被视为一种科学可能性。例如，在17世纪，一些先行者就猜测本土文明可能栖息在月球（或其它天体）上。
这些人包括著名的天文学家尤纳斯 • 开普勒（Johannes Kepler 1571-1630）、英国历史学家和神父弗朗西斯 • 戈德温（Francis Godwin 1562-1633）、法国作家和剧作家萨维尼安 • 西拉诺 • 德 • 贝杰拉克（Savinien Cyrano de Bergerac 1619-1655）以及荷兰物理学家、天文学家和发明家克里斯蒂安 • 惠更斯（Christiaan Huygens 1629-1695）。
在他的论文《宇宙论》（Cosmotheoros 1698）中，惠更斯甚至认为太阳系内的其它行星上可能存在生命。他根据自己在火星和木星表面观察到的暗点和亮点得出这一结论，将其解释为水和冰存在的证据。
18世纪，法国著名评论家弗朗索瓦-马里 • 阿鲁埃（François-Marie Arouet，又名伏尔泰Voltaire）在他的故事《微型巨人》（Micromegas 1752）中涉及了外星人和太空旅行的主题。这个故事讲述了与标题同名的人物，一个居住在天狼星周围行星上的巨型物种的成员之一，前往其它行星（土星、火星和地球）与小型生命形式辩论哲学的故事。
另外两位19世纪的法国作家——查理曼 • 伊施尔 • 德丰特奈（Charlemagne Ischir Defontenay）在他的故事（Star ou Psi de Cassiopee 1854）中和天文学家卡米伊 • 弗拉马利翁（Camille Flammarion）在他1862年的论文《众多居住的世界》（La Plurality des Mondes Habités）中——都预言了外星文明的存在。
月球人、火星人和金星人
随着时间的推移，天文学变得更加复杂，学者们开始有了这样的想法：在最近的天体上可能存在生命，而且我们可能能够与它们交流！这些天体包括月球、火星和金星，它们的表面条件和环境还没有被充分了解。
儒勒 • 凡尔纳（Jules Verne）的著名小说《从地球到月球》（From the Earth to the Moon 1865）就是一个很好的例子。凡尔纳不仅提出了月球上存在智能生命的可能性（“月球人”），他还在一个段落中暗示，人类可能能够与他们沟通：
“一些实践天才们已经试图与她建立实际的沟通。因此，几天前，一位德国几何学家提议向西伯利亚的大草原派遣一支科学考察队。在那里，在那些广袤的平原上，他们将画出用反光字符绘制的巨大的几何图形，其中有一个关于‘斜边的平方’的命题，法国人通常称之为‘驴桥定理’。”
“‘每一个有智慧的人，’这位几何学家说，‘必须理解这个图形的科学含义。月球人，如果他们存在的话，也会用类似的图形来回应；而且，一旦建立起沟通，就会很容易形成一种字母表，使我们能够与月球上的居民交谈。’”
赫伯特 • 乔治 • 威尔斯（H.G.Wells）在他的《月球上的第一人》（The First Men in the Moon 1901）一书中也探讨了月球生命的概念。这个故事从两个建造了一艘宇宙飞船并前往月球的人的角度讲述，在月球上他们遇到了一种地下昆虫文化（也被称为“月球人”），这些昆虫已经发展出一个复杂而先进的社会。
在同一时期，对其它天体（如火星和金星）的猜测变得更为广泛。威尔斯在他的《世界战争》（War of the Worlds 1897）中创造了火热了几十年的“火星入侵者”的套路。
金星的情况也是如此，它稠密且不透明的大气层让许多人自由地猜测其表面的条件是什么样子的。在奥拉夫·斯塔普雷顿（Olaf Stapledon）1930年的小说《最后和最初的人》（Last and First Men）中，他将金星描绘成一个大部分被海洋覆盖的热带星球。他还讲述了人类对该星球进行地球化改造的努力是如何导致其本土海洋居民灭亡的。
此外，在 十九世纪三十年代，“航天理论之父”康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基 (Konstantin Tsiolkovsky) 预测了许多搜寻外星智能体（SETI）早期工作中的理论。在 1932 年的一篇题为《有上帝吗？》（Is there a God?）的文章中，他说道：
“数以百万计的行星已经存在了很长时间，因此存在于行星上的动物们已经达到了一种成熟度，而这种成熟度我们在未来地球生活的数百万年里也将达到。这种成熟表现为完美的智慧，对自然的深刻理解，以及使宇宙居民能够接触到其它天体的技术力量。”
随后，他在1933年发表了一篇题为 《行星上居住着生物 》（Planets are Inhabited by Living Creatures）的文章中，列举了六条“相信地外生命在科学上是合理的”的理由：
1. 所有这些数以万亿计的太阳和所有稀薄的气态物质都是由与地球相同的物质组成的。
2. 所有行星都与太阳分离。因此，它们也是由与形成我们星球的物质相同的物质组成的。
3. 所有天体都受到重力的影响。因此，所有行星上都存在重量。
4. 所有主要行星上都有液体和气体。
5. 所有的行星都受到其太阳相同光线的照射。
6. 几乎所有的行星都有昼夜循环和季节交替。
此处，齐奥尔科夫斯基也被证明是有先见之明的，因为他提出的理由涉及到一些与天文学家弗兰克·德雷克（Frank Drake）大约在三十年后提出的估算外星智能体可能性的著名方程式（德雷克方程式）相同的思路。
20世纪50年代，雷·布拉德伯里（Ray Bradbury）在他的短篇小说《长雨》（The Long Rain 1950）中把金星设想为一个海洋星球，在那里，人类必须生活在“太阳穹顶”中来躲避持续的降雨，并会定期受到当地居民的攻击。艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）1954年的小说《幸运星和金星的海洋》（Lucky Starr and the Oceans of Venus）同样将金星描述为一个有本地居民的海洋星球。
最近十年，甚至在太空时代开始之前，月球上可能有生命的想法就已经烟消云散。但许多科幻作家仍然写出了关于本土火星人的故事，如雷·布雷德伯里（Ray Bradbury）的《火星编年史》（The Martian Chronicles 1950）、莱斯特·德尔·雷（Lester del Ray）的《火星放逐》（Marooned on Mars 1952），以及罗伯特·A·海茵莱茵（Robert A. Heinlein）的许多作品（《地球的绿山》（The Green Hills of Earth）、《红色星球》（Red Planet）、《滚石》（The Rolling Stones）等）。
无论是月亮、金星还是火星，地球以外的行星总是让人浮想联翩。
搜寻开始啦！
与这些猜测一致，第一批搜寻外星智能体（SETI）的实验对象是火星和金星。就前者而言，它被认为是著名发明家和工程师尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）第一次进行搜寻外星智能体（SETI）实验的对象。
1896年，他提出他的无线电系统的放大版可以用来联系火星上的文明。1899年，在进行电力传输实验时，他报告说可能探测到了来自火星的静态信号，该信号在火星升起时停止。
与此同时，在1962年，位于克里米亚的叶夫帕托里亚行星雷达（Evpatoria Planetary Radar，简称EPR）中心的科学家们首次尝试向金星发送信息。这组信息被称为 "莫尔斯信息"，它包括一个用莫尔斯密码发送的无线电信号——字母M-I-R（Mir，俄语中的 “和平”一词），后面是 “列宁”和 “SSSR”。
叶夫帕托里亚行星雷达（图片来源：维基百科）
到了20世纪60年代和70年代，关于火星人和金星人的猜测都消失了，因为水手号、海盗号和苏联的金星计划等任务都派飞船去研究这些行星，但没有发现文明的迹象。在太空探索时代，寻找外星智能体的努力将集中在遥远的恒星上。
1960年，弗朗西斯·德雷克（Francis Drake）在一项被称为 “奥兹玛计划”的实验中，利用西弗吉尼亚州的绿岸望远镜进行了第一次现代外星智能体的搜索。这个项目包括对天仓五（鲸鱼座内恒星）和天苑四（波江座内恒星）的无线电调查，但没有发现任何实际的价值。
还有俄亥俄州立大学电波天文台（又称 “大耳朵”观测站）所做的努力，它在二十世纪五十年代末以后的多项搜寻外星智能体（SETI）的调查中发挥了重要作用。事实上，“大耳朵”接收到了有史以来最重要的候选信号（见下文的“哇！信号”）。
1971年，美国宇航局为一项名为 “独眼巨人计划”的研究开了绿灯，该计划建议建立一个大规模的无线电天线阵列（共1500个）来搜索外星信号。虽然该阵列从未建成，但研究报告本身为未来许多调查提供了参考。
这些调查包括1979年由伯克利搜寻外星智能体（SETI）研究中心发起的倡议，即搜寻来自近地外星智慧生命群落的无线电波计划（简称SERENDIP）。这项计划包括分析由“大耳朵”观测站和阿雷西博天文台等大型射电望远镜获得的深空无线电数据。
1980年，卡尔·萨根（Carl Sagan）和美国宇航局的科学家布鲁斯·穆雷（Bruce Murray）以及宇航工程师路易斯·弗里德曼（Louis Friedman）创建了美国行星学会，该协会将在未来的搜寻外星智能体（SETI）项目中发挥重要作用。这些项目包括手提箱项目（1981-82年）、哨兵项目（1983-85年）、兆通道地外检测项目（META 1985-1994年）和亿通道地外检测项目（BETA 1995年以后）。
1992年，美国宇航局启动了微波观测计划（MOP），这是利用美国宇航局的深空网络（DSN）、绿岸望远镜和阿雷西博天文台的一项长期工程。该计划在1993年被取消，由搜寻外星智能体（SETI）研究所于1995年重新启动。在1995年至2004年期间，凤凰计划（被重新命名后）将实现微波观测计划观测地球200光年半径内的800颗恒星的目标。
2016年，尤里·米尔纳（Yuri Milner）创立了突破计划，这是一个致力于搜寻外星智能体和星际探索的非营利组织。他们的旗舰项目之一是 “突破聆听”，这是一个为期十年、耗资1亿美元的项目，它将利用帕克斯天文台和自动行星探测仪来调查离地球最近的100万颗恒星和100个星系，这是迄今为止最伟大的搜寻外星智能体的努力。
2016年，中国完成了五百米口径球面射电望远镜（Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST）的主体工作，该望远镜取代阿雷西博天文台成为世界最大的射电望远镜。
2017年，自治领射电天体物理台（Dominion Radio Astrophysical Observatory，简称DRAO）完成了其干涉式射电望远镜——加拿大氢气强度测绘实验（Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment，简称CHIME）的建设。这两台望远镜都将成为搜寻外星智能体（SETI）研究和快速射电暴（Fast Radio Burst，简称FRB）研究的必备因素。
这些和其它许多天文台都对搜寻外星智能体研究做出了重大贡献（有些还在贡献着）。在我们持续搜寻的时间里，有些发现让科学家们摸不着头脑。
候选信号
寻找外星生命并不是一件容易的事情，尤其是当你甚至不确定应该寻找什么的时候。我们能做的最好的选择就是寻找我们熟悉的事物，并希望这些事物能够引导我们找到能够扩大我们视野的发现。这一点第一代惠灵顿公爵亚瑟·韦尔斯利（Arthur Wellesley, 1st Duke of Wellington，滑铁卢战役中的英军领袖）或许是深有体会：
“所有的战争事务，实际上也是所有的生活事务，都是通过你所做的努力来发现你不知道的东西；这就是我所说的‘猜测山的另一边有什么’”。
当谈到搜寻外星智能体时，这就像在决定系外行星是否“可能宜居”时，将地球作为一个模板。这也意味着要去寻找我们自己已经测试和验证过的技术，或者至少是那些在科学上合理的技术。
运用这一框架，我们可能已经有好几次听到了来自外星人的消息，只是还不能证明。最近的一次是我们探测到来自比邻星的BLC1信号（下文有更多介绍）。但这并不是第一次。
哇！信号：
1977年8月15日，“大耳朵”天文台的天文学家检测到一个持续了72秒的窄频无线电信号，似乎是来自人马座的方向。几天后，该天文台的天文学家杰瑞·R·埃曼（Jerry R. Ehman）在查看打印的数据时发现了这个异常现象。
“哇！信号”的信号读数。（图片来源：“大耳朵”天文台/北美天体物理天文台）
这串异常的信号给他留下了深刻印象，他圈出了打印出来的读数——用字母数字代码“6EQUJ5”表示——并在旁边写下“哇！”。从此，这个强大的信号被昵称为“哇！信号”，并被许多人认为是来自外星文明的信号。
该信号没有调制（用于通过无线电传输信息），且后续的尝试也没有什么发现。尽管如此，“哇！信号”仍然是可能存在的外星信号的最有力候选者。2017年，有新的证据表明，该信号可能是由伴随彗星的氢云产生的。接着，在2020年，天文学家们认为他们已经将“哇！信号”的来源缩小到了1800光年外的人马座的一颗非常像我们自己的恒星。但是依然没有任何确凿的证据。
正如搜寻外星智能体（SETI）研究所的资深天文学家赛斯·索斯戴克（Seth Shostak）所描述的那样：
“那到底是不是E.T.？没人知道。没有人找到另一种解释来说明那可能是什么。这就像你听到你家阁楼里有铁链的响声，你会想，‘我的上帝啊，真的有鬼。’但后来你再也没有听到它们，那么你会怎么想呢？”
重复爆发（外星摩尔斯电码？）：
2007 年，天文学家邓肯·洛里默 (Duncan Lorimer) 和他的学生大卫·纳尔克维奇 (David Narkevic) 在查看脉冲星档案数据时发现了一些非常有趣的东西：持续时间仅为几毫秒的瞬时无线电脉冲。这被称为“洛里默爆发”，是天文学家们探测到的几个快速射电暴 (FRB) 中的第一个。
从那时起，就已经有超过一百五十个快速射电暴被检测到（主要在档案数据中），其中大部分起源于银河系外。2020年4月，加拿大氢强度测绘实验（CHIME）射电望远镜探测到第一个银河系快速射电暴，数据表明它们与具有强大磁场的中子星（磁星）密切相关。
然而，在少数情况下，已发现的快速射电暴源是重复的。到目前为止，这种现象还没有得到自然解释，使得一些人认为它们可能是外星传输的证据。这可能是宇宙版的摩斯密码，即发送者重复敲打信息以表明一种模式。
“正在消失”的恒星：
1960 年，弗里曼·戴森 (Freeman Dyson) 在一篇题为《寻找人造恒星红外辐射源》的论文中普及了天基巨型结构的概念。在这篇论文中，他假设外星文明可以达到一个这样的发展水平，即它们能够建造一个可以容纳它们的整个太阳系（并利用所有太阳能）的球形结构。
根据戴森的说法，这些巨型结构（又名“戴森球”）可以通过搜索红外辐射的点源来找到。从那时起，戴森的著作激发了对其它类型的巨型结构的猜想以及如何通过寻找经历周期性变暗的恒星（类似于如何检测传输系外行星）来探测到它们。
2015 年 9 月，行星猎人项目的一个公民科学家小组在观测 KIC 8462852（绰号“虎斑星”或“博亚剑星”）时宣布其亮度大幅下降 ——这是一颗位于距离地球1470 光年的、来自天鹅座的主序 F 型恒星。
他们的观测结果表明，2011年3月5日出现了一次重大的亮度下降，当时这颗恒星突然急剧地变暗了15%。随后，在2013年2月28日，这颗恒星在再次变亮之前变暗了22%。后续的观测记载了从2017年5月中旬持续到2018年7月的新波动。
试图解释这种现象的尝试包括观测星周碎片盘、破碎的彗星和小行星、巨行星（或带环的行星）以及围绕恒星破裂的行星或系外卫星。然而，这些解释中没有一个完全符合观察数据。
内布拉斯加大学林肯分校的研究人员在2019 年的一项研究中确定了多种虎斑星的类似物。使用来自北方天空变异性调查 (NSVS) 和超新星全天自动调查 (ASAS-SN) 的数据，他们确定了 21 颗恒星，这些恒星偶尔出现亮度小幅下降，并且在两次倾角之间出现长期亮度下降。
此外，乌普萨拉大学的一个天体物理学家团队在2016年提出一项研究，建议SETI（搜寻外星智能体）研究人员寻找那些突然变得无法探测的恒星和星系。为了说明这一点，该团队检查了斯隆数字天空调查（SDSS）中1000万个天体的位置、运动和大小等，寻找不再出现在其预期位置的天体。
由此，研究小组发现，有一颗恒星在一张图片中是可见的，但在另一张图片中却明显变暗。他们建议，这颗恒星应该成为后续观测的对象，以确定这种亮度变化是否是自然现象的结果。
2020年6月，一个使用欧洲空间局甚大望远镜（VLT）的天文学家小组注意到金曼矮星系中一颗不稳定的大质量恒星突然消失不见，他们就在一份附带的研究报告中对此提出了一些可能的解释。
这些解释包括：它有一部分被尘埃掩盖，或者坍缩成一个黑洞而没有产生超新星。然而，乌普萨拉大学的团队则认为这可能是一颗“消失的恒星”的证据。
星际访客：
近年来，有关我们的太阳系被星际探测器访问可能性的观念变得广为流行（且有争议）。它始于 2017 年，当时泛星计划 (即全景巡天望远镜和快速响应系统 1，缩写为 Pan-STARRS-1) 的天文学家们宣布他们检测到一个不寻常的物体飞越地球。
与定期靠近地球的近地小行星 (NEA) 不同，这个天体——被命名为 1I/2017 U1（又名欧姆阿莫阿，夏威夷语中的“侦察兵”）——是第一个来自星际空间的已知天体。当它离开太阳系时，天文学家们对该天体进行了多次后续观察。
可是，天文学家们搞不清楚它的特征，其中一些与彗星一致，另一些则与小行星一致。首先，获取的读数表明欧姆阿莫阿形状扁平且比例奇怪。欧姆阿莫阿在离开太阳系的过程中也在加速，这与太阳辐射造成的放气现象相一致。
然而，天文学家们已经排除了它是一颗彗星的可能性，因为它在最接近太阳时没有形成尾巴。它也没有因为加速而剧烈翻滚，而这正是彗星发生的情况。这导致史米尔·贝利（Shmuel Baily）博士和哈佛大学教授亚伯拉罕·勒布（Abraham Loeb）在一篇论文中提出，欧姆阿莫阿可能是一个人造物体——像一个太阳帆。
除了其神秘的构造和加速的方式之外，它的轨道使它像弹弓一样绕过太阳，然后近距离飞过地球。这被视为一个可能的迹象，表明欧姆阿莫阿可能实际上是一个从另一个恒星系统发出的调查探测器。
欧姆阿莫阿离开后进行的多项研究证实，星际物体可能会定期进入太阳系，并且其中许多已经停留了下来。不到两年后（2019 年 8 月），另一个名为 C/2019 Q4（鲍里索夫彗星）的星际天体（显然被确定为彗星）的到来支持了这一观点。
如果这些发现是正确的，那么太阳系可能到处都是过去星际探测器的遗迹。像维拉·鲁宾（Vera Rubin）天文台这样的下一代观测站将能够在这些物体进入我们的太阳系时探测到它们。已经有多项建议提出，建造能够与它们会合的航天器，甚至将样本送回地球。
来自隔壁的信息？
2020年12月18日，天文学家们宣布，帕克斯射电望远镜在2019年4月至5月间接收到一个来自比邻星（离太阳系最近的恒星）的无线电信号。这个信号是由与帕克斯天文台一起进行观测的“突破聆听”项目发现的，因此被命名为“突破聆听候选1号”（BLC1）。
这里提出了一种可能性，即该信号源可能是比邻星b，它在2016年被证实是一个在比邻星宜居区（HZ）内运行的类似地球的行星。一位参与研究该信号的匿名人士声称，这可能是自 “哇！信号 ”以来最有力的候选者。
然而，多个天体物理学家和科学机构认为有必要提醒人们，这只是一个“候选信号”，而不是一个经证实的外星传输信号。首先，哈佛大学天文学家阿米尔·苏拉吉（Amir Siraj）和勒布（Abraham Loeb）教授进行的概率评估发现，BLC1是来自比邻星的无线电信号的概率约为10-8。
根据搜寻外星智能体（SETI）研究所的说法，还有许多解释比该信号是外星传输信号的可能性更大。其中包括来自近地轨道 (LEO) 中众多卫星之一的遥测信号，这些信号通常会干扰无线电频谱，因此需要从背景杂音中提取信号。
另一种可能性是，BLC1是一个具有强磁场的行星发射的信号。这颗行星可能是比邻星c，即围绕比邻星（超级地球或迷你海王星）运行的第二颗行星，其发现在2020年1月15日被公众知道，并在4月到6月之间被证实。
然后还有一种可能性，即它是一个来自某个遥远宇宙源的自然发生的无线电信号，当时正好在比邻星的后面。这些可能性中的许多都有自己的缺陷，但关键是科学家们还没有开始穷尽所有其它可能的解释——这是搜寻外星智能体（SETI）研究的一个先决条件。
正如SETI（搜寻外星智能体）研究所的高级行星天文学家弗兰克·马奇斯（Franck Marchis）总结的那样：
“在我们银河系范围达20万光年的3亿颗适合居住的系外行星中，如果两个文明（我们的文明和比邻星b或c上的文明）在同一时间使用相同的科技，那将是一个惊人的巧合。虽然我喜欢这个想法，但它似乎非常不可能——这就是我为什么怀疑我们会很快找到关于那个信号来源的更实际的解释。”
不幸的是，对于BLC1的解释也适用于所有其它的“候选人”。在“哇! 信号”、快速射电暴、变暗的恒星、星际物体和BLC1之间，我们被高度的不确定性所困扰。我们（还）不能排除外星人存在的可能性，但也不能确认它们不存在。
不过，从某种程度上说，这正是迄今为止我们的努力更加令人激动的原因。知道我们的宇宙中可能存在其它智能生命体（而且我们可能已经听到了它的声音），这正是我们继续寻找的动力。毕竟，搜索和探寻的主要原因是为了满足我们的好奇心。
宇宙中到底有什么秘密？这一切的意义是什么？在我们理解的领域之外有什么？那座山的另一边是什么？我们继续向前推进就是希望能回答这些问题。在我们做到这一点之前，我们有的一些潜在的答案也能够让我们倍感鼓舞！(来源：天文在线）
（图片来源于网络）
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