【博科园-科学科普-留言评论或建议有惊喜哦~( ^_^)】80多年前人类首次有足够的能力让广播电台和电视电磁信号离开地球深入到星际空间。如果一个生活在遥远星系的人对这些信号保持警惕，他们不仅会这些信号收集起来，而且还能马上分析出这些信号是由一个聪明的物种创造出来的。1960年弗兰克·德雷克首次提出通过使用大型无线电天线来寻找其他恒星系统发出的信号，从而催生了“SETI”外星智能生命的搜索计划。然而在过去的半个世纪里人类已经开发出了比广播电台和电视信号更有效的全球交流方式。在电磁光谱中寻找外星人是否有意义？
一个被改变过的外星星球可能会呈现出独特的电磁信号，但这可能不是找到它们的最佳方法。图片版权：Ryan Somma / flickr
当然这个问题是非常值得揣摩的，但同时也给了人类一个机会来审视自己的技术进步，并且考虑如何让这些技术在宇宙中发挥作用。毕竟如果一个文明中只精通烟雾信号和鼓声节拍的人在森林深处发现了自己，他们可能会得出周围没有智慧生命的结论。然而如果你给他们手机，很有可能会在他们站立的地方开始接受它，结论可能与我们所采用的方法有偏差。
本·富兰克林（ Ben Franklin ）的电气化实验的艺术表现。图片：Public domain image
直到18世纪晚期人们才从本·富兰克林的著作中开始了解电的原理。在19世纪电力的能量才开始被运用到运行电路和其他动力装置上，而与经典电磁学相关的现象早19世纪下半叶才被理解。直到1895年通信的电磁信号才被第一次传输；20世纪30年代无线电广播在星际和星际间传播才得以实现。
这张照片在2011年很流行（距离现在已经7年了）显示了人类在太空中的无线电信号。光年是一段很长的距离，但是我们星系中的恒星平均距离有几万光年远。图片版权：Abstruse Goose
光速也是有上限的：如果人类的无线电信号穿越星际空间已经有80年，这意味着在我们80光年内的文明会有机会接收这些信号，只有40光年内文明会有机会接收这些信号并回复，如果有我们就会接收到。如果费米悖论是“每个人都在哪里”的问题，答案是“不在我们40光年之内”，这并不能告诉我们宇宙中有多少智慧生命。可观测的宇宙中大约有两万亿个星系，虽然星系中可能有几千亿颗恒星，但在地球的40光年内只有不到1000颗恒星。
在地球14光年范围内有几十颗恒星，在40光年之内恒星的数量上升到1000颗。这接近于地球发出的光信号的最大往返时间，并且是人类目前能够接触到宇宙的信号。图片版权：Inductiveload / Wikimedia Commons
更糟糕的是从地球进入星际空间的电磁信号正在减少，而不是增加。电视和广播越来越多地通过电缆或卫星播送，而不再是地球上的发射塔。再过一个世纪在20世纪发出的信号，很可能将不再从地球上发出。也许一个外星文明在信号到达的时候注意到这些观测结果，会得出这样的结论：这颗围绕恒星运行的蓝色水行星实际上是在很短的时间内实现了智能的，技术上的进步，随着信号逐渐停止，可能被认为已消亡。也许从任何形式的电磁信号中得出的结论都是错误的。
夜晚的地球会发出电磁信号，但它需要一架的望远镜才能在光年之外创造出这样让人难以置信的图像。图片版权：NASA's Earth Observatory/NOAA/DOD
如果从可见光附近的距离观察地球，就不会怀疑地球是否有人居住：夜晚城市明亮的灯光无疑是人类活动的标志。然而这种光污染是相对较新的，如果我们努力投入（如时间、金钱、人力和资源）其中，最终就能学会如何管理和控制它。没有理由不乐观地认为到21世纪或22世纪的末期，地球的夜晚看起来和几十亿年没有什么不同——黑暗，除了偶尔的极光、雷暴或火山喷发。
北极光是一种从太空中或者说从穿越星际间的距离可以看到的短暂的现象。图片版权：United States Air Force photo by Senior Airman Joshua Strang
如果不寻找电磁信号-会看到什么？事实上已知宇宙中的一切都受到光速的限制，而在另一个世界上产生的任何信号都需要能够观测到它。这些信号就人类所能接收到的分为四类：
1、电磁信号：包括任何波长的光，表明有智慧生命存在
2、引力波信号：如果有一种独特的智能生命，在宇宙的任何地方它都能被足够灵敏的设备探测到
3、中微子信号：尽管在很远的距离有着难以置信的低通量，但会有一个明显的特征取决于创造它们的反应
4、实际宏观的太空探测器：无论是机器人，计算机化的，自由漂浮的还是有人居住的都在朝着地球前进
科幻小说的想象力几乎完全集中在第四种可能性上，这是迄今为止最不可能的！
外星人入侵的艺术表现，但这不是真正的外星生物。图片版权：flickr user plaits
当想到恒星之间遥远的距离，适宜居住的行星（或潜在的宜居卫星）恒星有多少，将物理探测器从一颗行星绕一颗恒星传送到另一颗行星周围的另一颗恒星上将会花费多少物资，认为该方法是一项不错的计划确实很疯狂。更有可能的是会认为建立正确类型的探测器，调查天空的各个不同区域，寻找能够清楚地显示智能生命存在的信号是很明智的。
根据1961-1990年的数据，长期的月平均降水量会影响H2O浓度，从而影响地球的发射光谱。图片版权：PZmaps / Wikimedia Commons
在电磁波谱中会随着地球的季节变化做出相应的反应。随着冬季和夏季的到来，地球发出的电磁信号发生了季节性的变化。地球上不同地方的颜色也会随着季节发生变化。如果有足够大的望远镜(或一大批望远镜)，我们文明的独特标志可以被看到：城市、卫星、飞机等等。或许能找到的最好的东西是自然环境的改变，与只有智慧文明才能创造的东西相一致。
氨世界高级阶段生活的印象图。然而我们必须谨慎地排除任何可能模仿我们在得出有利于外星人的结论之前所观察到的自然信号。图片版权：Ittiz / Wikimedia Commons
我们还没有做这些事情，但也许应该寻找的是一颗大规模改造的行星，也是人类所向往的大型项目。所发现的任何文明都不可能像我们一样处于技术初期。如果他们能够生存下来，并茁壮成长，我们可能会在几十年或数十万年的时间里遇到更先进的他们。想想可能比几百年前先进了多少？但这也带来了另外两种可能性。
在过去的2年里，从合并中子星到合并黑洞，地球上已经探测到引力波。通过在太空中建立一个引力波天文台，也许能够达到探测一个有意的外星信号所必需的敏感性。图片版权：ESA / NASA and the LISA collaboration
也许当人类的引力波技术被用来探测宇宙的第一个信号时，会发现有一些微妙的影响可以让信号在宇宙中探测到。也许对于一个拥有数万颗卫星环绕的恒星来说，引力波探测器能够发现一些东西是很独特的吗？还没有详细研究过，因为这个领域还处于起步阶段，还没有发展到能够探测到这样一个小信号的地步。但是这些信号不会像电磁信号那样衰减，也没有任何东西能屏蔽它们。也许从现在起几百年以后，这个新的天文学分支将会成为可能。
核反应堆实验ra6(共和国阿根廷6)，en marcha展示了来自于比光速快的水粒子发射的特征切伦科夫辐射，这些反应也产生了大量的反中微子。图片版权：Centro Atomico Bariloche, via Pieck Darío
对于一个足够先进的文明来说，什么可能成为能源呢？也许是核动力，更可能的是核聚变能量的，最可能是一种特定类型的核聚变。核聚变被证明是高效丰富的，不同于恒星核心释放出一个非常非常特别的中微子(或反中微子）。这些中微子应该有一个非常具体明确的特征；它的能量谱不是由任何自然过程产生的。
在宇宙中有许多由恒星和其他过程产生的天然中微子信号。但是请注意从反应堆产生的反中微子发出独特而明确的信号，能量的切断是识别这个信号的关键。图片版权：IceCube collaboration / NSF / University of Wisconsin
如果人类能预测出它的特征，并建造一个探测器探测到它，就能在任何地方找到一个融合驱动的文明，而不用担心它们是否传播消息。由于SETI只专注于电磁信号，可能正在充满手机世界中寻找宇宙中的烟雾信号；但这种情况可能不会持续太久。随着技术不断进步，对寻找的东西的认识也会进步。也许有一天，宇宙会给我们带来最令人愉快的惊喜：我们人类并不孤单！
知识：科学无国界，博科园-科学科普
作者：Ethan Siegel（天体物理学家）
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：Forbes science
编译：公子世无双
审校：博科园
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