我們都知道太陽系外還有無數的恆星,這些恆星的周圍還有不少的行星圍繞,但是你知道人類是什麼時候第一次觀察到太陽系外行星嗎?答案是:1995年10月。這的確令人難以置信,哥白尼提出“日心說”距今已經將近500年了,但第一顆系外行星的發現離現在只有25年。

2019年諾貝爾物理學獎三位獲得者

值得一提的是,第一次發現太陽系外行星的兩位來自瑞士的科學家米歇爾·麥耶(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛茲(Didier Queloz)因爲這一成就,共同分享了2019年諾貝爾物理學獎的一半獎金。這顆系外行星名爲51 Pegasi b,是一顆類似於木星的巨型氣態行星,圍繞着一顆處於銀河系的類太陽恆星運行。

從那以後,世界各國的天文學家們已經通過各種先進的望遠鏡,探測到了4000多顆系外行星,其中包括一些可能潛藏着外星生命的類地行星。爲了在這4000多顆行星中探測外星生命,科學家們必須首先確定哪些特徵能表明生命的存在,以便能夠縮小探測的範圍。

在過去的十年裏,無數的天文學家們全力以赴,花費了巨大的努力來尋找這些行星中的“生物信號”的簡單生命形式的痕跡。最終如我們所知的,幾乎沒有什麼成效。最近,有科學家提出了新的思路——尋找這些行星中的“科技特徵”

因爲他們認爲,如果一個行星上有智慧生命存在,他們就有可能建立起科技文明,就會表現出一定程度上的“科技特徵”,就如我們地球上的衛星、燈光或大氣污染物等等。更重要的是,這些特徵比生物信號更容易探測到。

來自美國羅切斯特大學的物理學和天文學教授亞當·弗蘭克(Adam Frank)最近獲得了美國國家國家航空航天局(NASA)的支持,帶領一支由來自Blue Marble Space組織、佛羅里達理工學院、哈佛大學和賓夕法尼亞州立大學等科學研究機構的衆多科學家組成的團隊,尋找第一顆具備“科技特徵”的行星。這個計劃也代表了探索外星智慧(SETI)事業的一個令人興奮的新方向,一種新思路。

弗蘭克表示,探索外星智慧生命一直面臨着一個挑戰,那就是我們不知道要去哪裏找,我們得首先弄清楚這一點,否則一切工作只會像大海撈針。我們以前的目標是尋找具有生物信號的星球,其中包括生命形成的可居住區內的行星,但現在遊戲規則變了,搜索的性質也發生了變化,我們要找的是“科技特徵”。從本質上講,一顆星球只要存在文明,就必然需要找到一種產生能量的方法,如果他們生產了能量,就必然具備某些特徵。弗蘭克說:“畢竟外星不是魔法師。”

儘管不同星球的生命可能有多種形式,但它們始終以構成宇宙的相同物理和化學原理爲基礎。同樣的聯繫也適用於文明的建設,任何外來文明使用的技術都將建立在物理和化學的基礎上。這意味着研究人員可以利用他們在地球實驗室學到的知識來指導他們思考宇宙其他地方可能發生的事情。“我們將量化新的方法,以探索與我們自己相似或更先進的外星技術文明的跡象,”哈佛大學科學教授弗蘭克·B·貝爾德(Frank B.Baird)說。

研究人員將通過觀察兩個可能的技術特徵來開始這個項目,這兩個特徵可能表明另一個星球上存在技術活動:

第一、太陽能電池板。恆星是宇宙中最強大的能量發生器之一。弗蘭克說,在地球上,我們利用來自太陽的能量,所以“使用太陽能對其他文明來說是很自然的事情。如果一個文明使用大量的太陽能電池板(當然,不是我們太陽系中的太陽,這裏的太陽指的是他們的恆星),從行星反射的光會有一定的光譜特徵——如果能探測到星球上的太陽能電池板反射或吸收的光的波長,就能表明這些太陽能集熱器的存在。研究人員將會在此後的日子裏探尋這些可能存在的行星光譜特徵。

第二、污染物。在地球上,我們能夠通過化學物質吸收的光來探測大氣中的化學物質。這些化學物質甲烷、氧氣和其他人造氣體,例如我們曾經用作製冷劑的氯氟化碳(CFCs)。弗蘭克和他的同事們將對這些化學物質的特徵進行探尋,如氟氯化碳,這些化學物質表明了一個工業文明的存在。

以上所有的這些信息將被收集在一個在線的技術特徵庫中,天體物理學家將能夠在收集數據時將其用作比較工具。弗蘭克說:“我們的工作是,將搜索到“污染物”特徵的星球歸爲一類,將搜索到“太陽能電池板”的星球也歸爲一類。”這樣,天文學家觀察一顆遙遠的系外行星就會知道,要在這顆行星上尋找智慧生命,應該從哪裏下手了。

這項工作已經在進行之中,他們將會建立一個數學模型來模擬具備以上兩個“科技特徵”的行星在望遠鏡中看到的將會是什麼樣子。如果他們真的能找到外星文明的存在,那將會爲太空探索事業翻開新的一頁。幾十年後,人們也許還會問那個問題,爲什麼哥白尼在16世紀就提出“日心說”了,人類在21世紀才發現第一個外星文明?那也會很有趣。

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