如何隐藏一颗星球?

该用什么方法隐藏整个星球?相比学术讨论,这更像是在星际迷航剧集中才会出现的问题,但有时前沿科学与科幻小说主题原本就相差无几。
当然,在过去的六十年间,人们几乎没有关注过对宇宙暗示,我们的星球已通过无线电和电视信号暴露在遥远的恒星中。不过几位杰出科学家,如史蒂芬霍金已经就我们存在于其他文明中这一问题公开表示担忧。这些担忧主要源于我们星球历史的黑暗时期,在这一时期较先进文明会征服并取代次先进文明。

现在隐藏起来也许对我们来说为时已晚,但是对有智力的外星文明而言就不一定了。遥远星球上的住民也许更不喜欢暴露在我们这样的人类面前。最近,我和我的研究生Alex Teachey共同发表了一篇论文,文中提出隐藏星球的方法和发现外星文明存在的方法。虽然我们并未用这种方法操控我们的信号,但这并不意味着对其他星球也一样对此并无作为。当我们观察宇宙寻找其他可居住星球时,我们所看到的可能是加工过的信号,目的就是隐藏或突出其他文明的存在。

行星在我们与其恒星之间通过时,恒星的光变弱

追踪凌日寻找其他行星

在我们谈论如何在遥远的“偷窥者”面前隐藏行星之前,不如先来考虑寻找其他行星的最佳途径。
凌日法是人类探测其他行星最成功的技术。当行星运行至太阳前时,凌日现象就会出现,会将太阳的光芒遮蔽数小时。所以如果我们用望远镜来观察宇宙的一部分,发现某个恒星在一天中的某段时间逐渐消失,这就告诉我们有另一个行星沿自身轨道运行,已经暂时地来到了恒星和我们中间。

至2015年七月,开普勒计划鉴定出4,696颗候选行星

通过这种技术,NASA开普勒计划已经发现了数千颗行星。任何先进文明貌似都清楚这种简单的方法。行星每次经过它的恒星时,凌日现象必然存在于这一行星和恒星所处平面上的所有点。先进文明或许会很乐意把它的行星位置、大小甚至是大气化学告知全宇宙,不过也可能想要隐藏它的存在,如果是后者,它则可能选择搭建隐形罩。

行星隐形罩

事实证明用凌日法隐藏行星出奇的简单,简单到只要愿意,我们现在就可以做。因为凌日现象表现为远距恒星亮度的减弱,所以我们所设想的隐形罩就会相反地使亮度增强。

激光可以有效地弥补亮度减少。激光功率全部集中于相对窄的光束中,这恰恰与星光四面八方发散的情况相反。由于光线传播过程中的扩散方式,即所谓的衍射,激光束在太空中行进几光年后会包围整个太阳系,从而把遥远的行星系罩在光束中。亮度无明显区别时看起来就像根本没有行星存在一样。

要使激光罩足以把地球隐藏起来而不被其他星球类似的“NASA开普勒计划”发现,需要高达30 兆瓦处于峰值的功率,约为十台风力涡轮机的电功率输出。

开普勒只能看见一种颜色的光时,先进文明可能利用更精密的探测器收集全波段的光。同样的,目前我们可以用可调谐激光器把我们隐藏起来,约耗费十倍多的功率。更先进文明也许能够捕捉这种光性能的其他细节,揭露隐藏罩。但是同样的,没理由不相信,只要稍微再下点儿功夫,我们也能办法来建造出近乎完美隐藏罩,从而找出遥远的恒星。

为什么要隐藏起来

没错,这听起来像是科幻小说,但是现仅凭代技术就已经能够很好地隐藏地球凌日的迹象。
不过暂时抛开地球这个话题吧。我们其实从未考虑过从人道主义而言这件事情到底该做什么不该。反过来,我们只是假设如果我们的技术都能以相对低的经济成本建造这样一个有效地凌日罩,那么更先进文明或许也会用各种各样的探测技术隐藏起来不被我们发现。宇宙或许也许也不是看起来的这样子。

为什么文明可能把自己包裹起来不被看到?这可能是一种保险策略:发现附近适合生命生存的行星时披上保护罩—以防突然会有某一文明民族现身。这样的策略可以为他们预留足够的时间,让他们到合适的时候再现身。

鉴于这样一个隐藏罩将会如此便宜,为自己所居住的星球实行一项保险策略的行为也就不像看起来不那么奇怪了。我们有理由相信某个外星文明可能在等待时机——他们会在监管相邻星球一段时间后才发出星系间的欢迎暗号。但是相应的,这项技术还可以把隐形罩转变为“我们在这”的信号。

我们认为当我们看到某种凌日信号时知道它意味着什么……

对立面:开启隐藏罩

也许并不是所有文明都排外——一些可能渴望交流。如果你想尽可能花费少且明确地告知其他文明你的存在,你会怎么做?

想象我们看到遥远行星的部分数据——这已是天文学家们的一种日常工作,并注意到有些奇怪的现象。这颗行星的信号形状怪异——事实上,你的任何模型都解释不了。这像是有人在这些原始数据中的添加了记号。自然界中并不能做到这一点——你已经探测到另一文明中的信号。隐藏罩系统的激光的另一种用法就是让一颗行星的信号看起来非常的不自然。这样它们的目的就不再是建一个完美的隐藏罩,而是想要被发现。

这样的信号能隐藏在我们已有的测量中吗?也许吧。目前还没人观测到,我们希望我们的工作重心集中在这一前沿。这也许是一场持久战,因为要想做到这一点我们就需要试着去揣测外星人是如何思考的,但是鉴于已有的科学奖项,这些就都是值得的。如果我们发现奇怪的凌日现象,它就很有可能含有激光脉冲编码的信息。其他行星的凌日信号中可能隐藏了大量的信息。

对我们而言,这是一种求知欲。我们仅仅计算了建隐藏罩或宣传行星存在所需要的能量。我们要是否应该把地球包裹在不可见的保护罩中,还是相反地,要通过激光操控宣传我们的存在,这都是我们要共同决定的事情。

原文来自 科学美国人

翻译:戎有英  审校:海带丝


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