
寻找地外情报
几十年后,恩里科·费米(Enrico Fermi)说出了他著名的话:“每个人都在哪里?” -带有他的名字的
悖论仍然困扰着我们。 尽管人们反复尝试寻找来自太空的无线电信号,并且我们一直在努力寻找遥远的恒星系统中外来文明的可见信号,但是对于外星智能(SETI)的搜索仍然没有发现任何重要意义。
但是,正如历史所教导的那样,失败带来了新的有趣的想法。 例如,在
最近发表的一篇文章中,圣安德鲁斯大学的Duncan H. Forgan博士建议,外星文明可以使用过渡方法相互交流。 在这样的“银河互联网”的帮助下,先进的物种可能会立即尝试向我们发送信号。
不久,Forgan发表了一篇文章,
“作为星际通信网络基础的系外行星过渡
” 。 除了是
物理与天文学学院的研究员,还是圣安德鲁斯大学(苏格兰最古老的教育机构)的
苏格兰大学物理联盟的研究员之外,他还是
圣安德鲁斯系外行星中心的成员。
本文首先探讨与星际通信相关的两个基本问题-时间和能源消耗。 当涉及到无线电广播之类的东西时,跨星际距离传输一致消息所需的能量巨大。 光通信(即激光)需要较少的能量,但是检测它们将需要非常精确的时间。
因此,任何一种方法对于创建星际通信系统都是不可靠的。 考虑到最近为探测系外行星所做的努力,Forgan认为,作为交流基础的星光方法可以解决这两个问题。 造成这种现象的原因很大程度上是由于以下事实:
过境法目前是检测系外行星的最流行,最可靠的方法之一。
通过观察由于行星或物体在观察者和恒星之间经过而引起的周期性变暗,天文学家可以确定恒星是否具有行星系统。 该方法对于确定系外行星周围大气的存在和组成也很有用。 正如Forgan在文件中指出的那样,该方法可以用作其他文明之间的交流手段:
“如果B观察到恒星系统A中行星的飞行,则ETI'A'可以与ETI'B'进行通信,这可以通过创建B观察到的人造通道的结构,或者通过在飞行过程中以显着更低的能量消耗发射B信号来实现。传统的电磁传输电路。”
(ETI是
外星智能的首字母缩写。)
银河系的可居住区域。 图片来源:NASA / Caltech简而言之,福尔甘声称,在
银河系居住区 (GHZ)(银河系最可能生活的区域)中,物种可能会发现,相互交流的最佳方式是创造人造巨型结构以使恒星通过。 其他文明将寻求的这些经文将使他们得出结论,即发达的文明存在于另一个恒星系统中。
他甚至提供了进行此类传输的频率的估计。 据他说:
“一条距离为20千帕(GHZ直径)的消息在光速下的总传播时间不到6万年。 如果我们假设两个ETI都停留在100,000年过渡区内的时间相对较短(这接近行星轨道和恒星轨道都重要的时间尺度),那么只能进行30次交换。 当然,这并不禁止其他方式的交流。”
外星生命的可能性
如果您对此很熟悉,则可能是因为根据一些理论家的说法,这种情况发生在KIC 8462852周围。早在
2015年5月,天文学家注意到该恒星在过去几年中亮度明显下降。 这种行为违背了自然的解释,自然的解释使一些人争辩说,这可能是
外星巨型结构在恒星前方经过的结果。
根据Forgan的说法,这种机会很难被创造出来,实际上将是与其他高级类型进行交流的相对经济的方式。 他利用图论计算得出,GHZ内的文明可以建立一百万年的全连接网络,所有文明都可以相互交流(直接或通过中间文明)。
在艺术家看来,KIC 8462852在过去的几年中经历了亮度方面的异常变化。 图片来源:NASA,JPL-Caltech该网络不仅需要更少的能量来传输数据,而且任何信号的范围都将仅受这些文明自身规模的限制。 除了节省能源和扩大范围(假设中间文明可以传输消息)之外,此方法还具有其他优点。 首先,为了确保系外行星的通过,将需要高度的技术复杂性。
换句话说,文明需要达到一定的发展水平,然后才能希望加入网络。 当欠发达的文明在准备好外星人存在之前了解它们的存在时,这将防止任何不成功的“文化污染”。 其次,当接收到它们时,转接网络信号将非常可预测,每次传输都对应一个已知的轨道周期。
但是,Forgan需要引起一些注意。 这些信号的频率将是一把双刃剑,因为仅当接收器检测到通过时才能发送信号。 并且尽管可以移动巨型结构以改变渡越周期,但是这在发送和接收的同步方面产生了问题。
关于分析的局限性,Forgan还承认该研究基于固定的恒星轨道。 众所周知,恒星的轨道会随着时间而变化,因为恒星会定期在宇宙时间尺度上进出GHZ。 此外,还有一个问题是,这种网络与银河系中密度更高的区域(例如球状星团和充满自由恒星的区域)有何不同。 分析中也未考虑双星。
地外大结构能成为星际交流的关键吗? 图片来源:Kevin Gill众所周知,由于相邻行星和恒星或附近经过的恒星引起的干扰,行星轨道会随时间变化。 结果,经过的行星的能见度在时空尺度上可能会发生更大的变化。 最后但并非最不重要的一点是,研究表明,文明的自然生命周期约为10亿年,这并非基于任何特定知识。
但是,这些考虑并不会改变Forgan的一般结论。 考虑到恒星和行星的动态性质,并相信文明只有一百万年的历史,Forgan认为建立这种星际网络在数学上仍然可行。 此外,在文明灭绝后,人造物体可能会继续向其他物种发出信号。
谈到费米悖论,弗根总结说,这种信息将需要很长时间才能被发现。 正如他在文章中总结的(粗体):
“我相信,在任何时候,只有少数几个文明被正确定位,可以通过运输方式进行交流。 但是,我们应该期望,当任何时候的“握手”保证将来通过电磁信号进行连接时,真实的网络将是累积的。 在我们所有的模拟中,聚合网络将所有文明连接在一起成为一个整体网络。 如果文明交换有关其连接的知识,则该网络可以在数十万年的时间内完全建成。 一旦建立,该网络就可以直接或通过中间文明连接任何两个文明,距离远小于GHZ的大小。”
简而言之,我们尚未收到或发现ETI证据的原因可能是时间问题。 否则,我们只是不了解我们正在联系。 尽管这样的分析是基于猜测,并且可能是基于人类中心的假设,但由于它提供了机会,所以它确实很吸引人。 他还为我们提供了一个潜在的工具,用于寻找我们已经在研究的地外情报(SETI)。
这么多的星星,那么多的行星。 如此众多的连接选项! 图片来源:ESO / M。Kornmesser最后但并非最不重要的一点是,他为费米悖论提供了一种可能的解决方案,我们可能偶然发现了费米悖论,但他还不了解他。 据我们所知,观测到的从恒星KIC 846285发出的亮度下降表示外星文明(可能已经灭绝)。 当然,这里的关键词是“可能的”,因为没有证据支持这一点。
鉴于未来几年对系外行星的搜寻将越来越多,因此本文中讨论的可能性也很有趣。 随着诸如
詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜和
瞬态系外行星勘测卫星 (TESS)等下一代任务的部署,我们希望能进一步了解近距离和远距离空间的恒星系统。
我们是否会找到更多莫名其妙的亮度下降示例? 谁知道 事实是,如果我们找到它们(并且没有找到它们的自然原因),那么我们就有可能进行解释。 也许我们的邻居邀请我们“连接”!

