文章來(lái)源:上觀(guān)新聞
作者:安崢

“在人類(lèi)和其他智能生命形式之間存在三重障礙:時(shí)間、距離和先進(jìn)的技術(shù)?!?/span>
今年,美國宇航局(NASA)60歲了。從人類(lèi)第一次登月到發(fā)射哈勃太空望遠鏡……NASA在過(guò)去60年里取得了巨大成就。但很遺憾,發(fā)現外星人不在這份名單上。
許多科學(xué)家認同一個(gè)觀(guān)點(diǎn):在某個(gè)地方——我們所在銀河系的1000億顆行星中,或者可觀(guān)測到的宇宙1000億個(gè)星系中——可能存在外星生命。然而,人類(lèi)歷經(jīng)數十年研究,他們仍然難以捉摸。這究竟是為什么?美國《新聞周刊》網(wǎng)站28日刊發(fā)記者克什米拉·甘德的文章,試圖解開(kāi)謎團?,F編譯如下:
一套公式
早在1959年,美國科學(xué)家便提出一項雄心勃勃的“搜尋地外文明計劃”(SETI)。當時(shí),冷戰帶來(lái)的不確定性與對太空探索的興奮感交織在一起。美國康奈爾大學(xué)的兩位物理學(xué)家朱塞佩·考科尼和菲利普·莫里森在《自然》雜志上提出設想,如果外星人的確存在,他們很可能會(huì )通過(guò)向太空發(fā)射電磁信號的方式,與其他文明(比如我們人類(lèi))取得聯(lián)系。
1960年,美國天文學(xué)家弗蘭克·德雷克進(jìn)行了“搜尋地外文明計劃”的首次試驗,將一臺射電望遠鏡對準地球附近類(lèi)似太陽(yáng)的恒星。除遠距離觀(guān)察外,他還發(fā)明了一套估算銀河系中可能存在的外星文明數量的公式——德雷克方程(N = R* ? fp? ne? fl? fi? fc? L)。他認為,銀河系內可能與我們聯(lián)系的文明數量=銀河系內恒星數×恒星與行星的比例×每個(gè)行星系中類(lèi)地行星數×存在生物的行星概率×演化出高智生物的行星概率×出現能向太空發(fā)射通訊信號的高智生物概率×高智生物向太空發(fā)送信號的時(shí)長(cháng)。
“在這套公式里,不同條件的數值極不確定,既要符合宇宙中沒(méi)有生命的假設,同時(shí)也要適用于存在很多種文明的說(shuō)法,”美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室專(zhuān)家羅杰·維恩斯解釋稱(chēng)。換句話(huà)說(shuō),提出如何發(fā)現外星人的設想是一回事,真正研發(fā)出技術(shù)和基礎設施則是另一回事。
三重障礙
很長(cháng)一段時(shí)間里,美國官方對“搜尋地外文明計劃”的投入零零落落。直到20世紀60年代末和70年代初,NASA才試探性地加入這個(gè)項目,著(zhù)手開(kāi)展“獵戶(hù)座計劃”、高分辨率微波調查、微波觀(guān)測計劃以及面向其他行星系的觀(guān)測活動(dòng)。1992年,美國宇航局啟動(dòng)一個(gè)具體項目,但不到一年便被國會(huì )拋棄。
與此同時(shí),一些非營(yíng)利性機構努力推進(jìn)著(zhù)“搜尋地外文明計劃”,個(gè)人和大學(xué)承擔起更多挑戰,如已故科學(xué)家霍金和俄羅斯億萬(wàn)富翁尤里·米爾納在2015年推出“突破計劃”。不過(guò),他們始終運氣不佳。
那一年,德雷克在接受美國太空網(wǎng)采訪(fǎng)時(shí)哀嘆:“搜尋地外文明計劃”情況不好,由于缺乏資金,這項事業(yè)可能會(huì )崩塌。
學(xué)界普遍認為,資金的缺乏使得科學(xué)家們很難逾越推進(jìn)“搜尋地外文明計劃”的最基本問(wèn)題?!霸谌祟?lèi)和其他智能生命形式之間存在三重障礙:時(shí)間、距離和先進(jìn)的技術(shù),”一名天文物理學(xué)家如是說(shuō)。
英國曼徹斯特大學(xué)天文物理學(xué)教授邁克爾·加勒特舉例道,“科學(xué)家們只能猜測地外文明傳輸信號的頻率,因為測量數以?xún)|計的信號頻率通道需要花費巨大努力和大量電腦計算?!本S恩斯解釋說(shuō),在地球45億年的壽命和宇宙130億年的歷史中,像人類(lèi)這樣具有“認知能力”的生命(掌握在太空中進(jìn)行交流并被“聽(tīng)到”的技術(shù))只存在了100年。從時(shí)間上來(lái)說(shuō),這只是“滄海一粟”?!凹僭O真有某種文明在其他地方與我們平行存在,如果他們也只在最近100年里才學(xué)會(huì )使用無(wú)線(xiàn)電波,那么,只有當他們生活在距離我們100光年的范圍內,我們才可能發(fā)現他們?!?/p>
“如果他們發(fā)展得比我們略早一些,比如說(shuō)早10萬(wàn)年,那么沒(méi)錯,如果無(wú)線(xiàn)電波足夠強勁,我們就能‘聽(tīng)到’他們的信號,但僅限于我們自己的星系內。如果他們距離我們更遠,他們就需要更早掌握這種技術(shù)?!本S恩斯說(shuō)。如果他們生活在不同的星系中,就需要在幾百萬(wàn)年前便已掌握這種技術(shù),更不用說(shuō)如此遙遠的距離對無(wú)線(xiàn)電波的強度也有特殊的要求。
多種嘗試
當然,除了等待外星人的消息,人類(lèi)還可以更主動(dòng)地搜索他們。但從哪里開(kāi)始呢?維恩斯說(shuō),就目前而言,從地球周?chē)鸩??!笆紫?,如果生命能在地球上孕育,那么應該也能在同樣處于太?yáng)系宜居帶的火星上發(fā)展起來(lái)。其次,科學(xué)家在環(huán)繞木星和土星的冰衛星中發(fā)現了生命發(fā)展所必需的有機分子,這是另一個(gè)潛在的探索地點(diǎn)?!?/p>
“在我看來(lái),我們對火星和木星的衛星‘歐羅巴’進(jìn)行探索,可能會(huì )取得有關(guān)生命初期階段的激動(dòng)人心的成果。它不會(huì )幫助我們找到智慧生命,但會(huì )幫助我們理解生命的起源,以及生命發(fā)展的頻率?!?/p>
“得益于天文物理學(xué)家們的不懈努力,過(guò)去十年里,太空探索技術(shù)發(fā)展迅速,”維恩斯說(shuō)。加勒特指出,如今,天文物理學(xué)家們對能夠找到地外智慧生命更加樂(lè )觀(guān)了?!拔艺J為在未來(lái)的二三十年里,我們或許能對太陽(yáng)系中其他天體是否存在生命得出明確判斷。至于宇宙,那是一個(gè)很大的地方……”
今年4月,NASA推出一項尋找生命的新嘗試:發(fā)射綽號為“地球獵人”的尋星衛星(TESS),接替即將退役的開(kāi)普勒飛船。按計劃,這顆衛星將專(zhuān)注于近地距離內的行星搜索,拍攝20萬(wàn)張行星圖像。衛星建造者們希望它能在2020年前找到生命。與此同時(shí),NASA還推出一些“超級望遠鏡”項目,如將在2021年取代哈勃望遠鏡的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)、大型紫外光學(xué)紅外探測器(Luvoir)等,執行常規觀(guān)測任務(wù)。
“目前,尋星衛星(TESS)是我們尋找潛在宜居行星的最有效方式,”美國亞利桑那大學(xué)天文學(xué)博士彼得·貝魯茲表示,“我們搜尋生命跡象的最佳方法是在行星大氣中尋找氧氣、有機分子和水的跡象,因為任何生命形式的呼吸(無(wú)論多原始)都會(huì )改變大氣成分。至于詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST),除非我們足夠幸運,否則它可能還不具備完成這種探測的能力?!?/p>
不過(guò),加勒特承認,也存在一種可能,“我們對這一切的看法都是錯誤的”?!耙苍S這并不是我們所需要的技術(shù)突破。也許我們還需要經(jīng)過(guò)幾百年的努力,才能實(shí)現技術(shù)飛躍,贏(yíng)得成為銀河俱樂(lè )部一員的權利。也許到那時(shí)候,我們便可以與他人共享這顆星球的資源,學(xué)會(huì )和平共處。我們會(huì )得到答案的?!?/p>
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