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译天下 | NASA成立60年了,为什么我们还没有找到外星人?

2019/10/10 0:29:13

译天下 | NASA成立60年了,为什么我们还没有找到外星人?

今年,美国宇航局(NASA)60岁了。从人类第一次登月到发射哈勃太空望远镜……NASA在过去60年里取得了巨大成就。但很遗憾,发现外星人不在这份名单上。


许多科学家认同一个观点:在某个地方——我们所在银河系的1000亿颗行星中,或者可观测到的宇宙1000亿个星系中——可能存在外星生命。然而,人类历经数十年研究,他们仍然难以捉摸。这究竟是为什么?美国《新闻周刊》网站28日刊发记者克什米拉·甘德的文章,试图解开谜团。现编译如下:

 

一套公式


    
早在1959年,美国科学家便提出一项雄心勃勃的“搜寻地外文明计划”(SETI)。当时,冷战带来的不确定性与对太空探索的兴奋感交织在一起。美国康奈尔大学的两位物理学家朱塞佩·考科尼和菲利普·莫里森在《自然》杂志上提出设想,如果外星人的确存在,他们很可能会通过向太空发射电磁信号的方式,与其他文明(比如我们人类)取得联系。


1960年,美国天文学家弗兰克·德雷克进行了“搜寻地外文明计划”的首次试验,将一台射电望远镜对准地球附近类似太阳的恒星。除远距离观察外,他还发明了一套估算银河系中可能存在的外星文明数量的公式——德雷克方程(N = R* ∗ fp∗ ne∗ fl∗ fi∗ fc∗ L)。他认为,银河系内可能与我们联系的文明数量=银河系内恒星数×恒星与行星的比例×每个行星系中类地行星数×存在生物的行星概率×演化出高智生物的行星概率×出现能向太空发射通讯信号的高智生物概率×高智生物向太空发送信号的时长。


“在这套公式里,不同条件的数值极不确定,既要符合宇宙中没有生命的假设,同时也要适用于存在很多种文明的说法,”美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室专家罗杰·维恩斯解释称。换句话说,提出如何发现外星人的设想是一回事,真正研发出技术和基础设施则是另一回事。

 

三重障碍


    
很长一段时间里,美国官方对“搜寻地外文明计划”的投入零零落落。直到20世纪60年代末和70年代初,NASA才试探性地加入这个项目,着手开展“猎户座计划”、高分辨率微波调查、微波观测计划以及面向其他行星系的观测活动。1992年,美国宇航局启动一个具体项目,但不到一年便被国会抛弃。


与此同时,一些非营利性机构努力推进着“搜寻地外文明计划”,个人和大学承担起更多挑战,如已故科学家霍金和俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳在2015年推出“突破计划”。不过,他们始终运气不佳。


那一年,德雷克在接受美国太空网采访时哀叹:“搜寻地外文明计划”情况不好,由于缺乏资金,这项事业可能会崩塌。


学界普遍认为,资金的缺乏使得科学家们很难逾越推进“搜寻地外文明计划”的最基本问题。“在人类和其他智能生命形式之间存在三重障碍:时间、距离和先进的技术,”一名天文物理学家如是说。


英国曼彻斯特大学天文物理学教授迈克尔·加勒特举例道,“科学家们只能猜测地外文明传输信号的频率,因为测量数以亿计的信号频率通道需要花费巨大努力和大量电脑计算。”维恩斯解释说,在地球45亿年的寿命和宇宙130亿年的历史中,像人类这样具有“认知能力”的生命(掌握在太空中进行交流并被“听到”的技术)只存在了100年。从时间上来说,这只是“沧海一粟”。“假设真有某种文明在其他地方与我们平行存在,如果他们也只在最近100年里才学会使用无线电波,那么,只有当他们生活在距离我们100光年的范围内,我们才可能发现他们。”


“如果他们发展得比我们略早一些,比如说早10万年,那么没错,如果无线电波足够强劲,我们就能‘听到’他们的信号,但仅限于我们自己的星系内。如果他们距离我们更远,他们就需要更早掌握这种技术。”维恩斯说。如果他们生活在不同的星系中,就需要在几百万年前便已掌握这种技术,更不用说如此遥远的距离对无线电波的强度也有特殊的要求。

 

多种尝试


    
当然,除了等待外星人的消息,人类还可以更主动地搜索他们。但从哪里开始呢?维恩斯说,就目前而言,从地球周围起步。“首先,如果生命能在地球上孕育,那么应该也能在同样处于太阳系宜居带的火星上发展起来。其次,科学家在环绕木星和土星的冰卫星中发现了生命发展所必需的有机分子,这是另一个潜在的探索地点。”


“在我看来,我们对火星和木星的卫星‘欧罗巴’进行探索,可能会取得有关生命初期阶段的激动人心的成果。它不会帮助我们找到智慧生命,但会帮助我们理解生命的起源,以及生命发展的频率。”


“得益于天文物理学家们的不懈努力,过去十年里,太空探索技术发展迅速,”维恩斯说。加勒特指出,如今,天文物理学家们对能够找到地外智慧生命更加乐观了。“我认为在未来的二三十年里,我们或许能对太阳系中其他天体是否存在生命得出明确判断。至于宇宙,那是一个很大的地方……”


今年4月,NASA推出一项寻找生命的新尝试:发射绰号为“地球猎人”的寻星卫星(TESS),接替即将退役的开普勒飞船。按计划,这颗卫星将专注于近地距离内的行星搜索,拍摄20万张行星图像。卫星建造者们希望它能在2020年前找到生命。与此同时,NASA还推出一些“超级望远镜”项目,如将在2021年取代哈勃望远镜的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)、大型紫外光学红外探测器(Luvoir)等,执行常规观测任务。


“目前,寻星卫星(TESS)是我们寻找潜在宜居行星的最有效方式,”美国亚利桑那大学天文学博士彼得·贝鲁兹表示,“我们搜寻生命迹象的最佳方法是在行星大气中寻找氧气、有机分子和水的迹象,因为任何生命形式的呼吸(无论多原始)都会改变大气成分。至于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),除非我们足够幸运,否则它可能还不具备完成这种探测的能力。”


不过,加勒特承认,也存在一种可能,“我们对这一切的看法都是错误的”。“也许这并不是我们所需要的技术突破。也许我们还需要经过几百年的努力,才能实现技术飞跃,赢得成为银河俱乐部一员的权利。也许到那时候,我们便可以与他人共享这颗星球的资源,学会和平共处。我们会得到答案的。”
    
 (编辑邮箱:ylq@jfdaily.com)