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寻找外星人没那么复杂 翻翻太空垃圾或许就有发现

北京时间6月12日消息,据国外媒体报道,外星人爱好者们设计了多种搜寻外星生命迹象的复杂方法。

图为地外行星比邻星b的概念图。

图为地球周围人造卫星的分布示意图。注意近地轨道卫星(内圈)与地球同步轨道卫星(外圈)的区别。图中并非真实比例。 

新浪科技讯 北京时间6月12日消息,据国外媒体报道,外星人爱好者们设计了多种搜寻外星生命迹象的复杂方法。但一篇新论文指出,我们也许想得过于复杂了。与其去找巨型建筑和太空船,不如找找更显而易见的东西,比如围绕遥远地外行星旋转的外星人卫星和太空垃圾。

这篇发表在《天体物理学期刊》上的论文指出,利用现有技术,应当可以从地球上观察到地外行星同步轨道上的卫星,只要这些卫星数量够多就行。该研究作者、加那利天体物理学研究所的天文学家赫克托·索卡斯·纳瓦罗(Hector Socas-Navarro)表示,我们可以用寻找地外行星所用的凌日法来寻找此类目标。他解释道,从地球上看去,当地外行星从自己的宿主恒星前方穿过时,围绕在该行星周围的卫星和太空垃圾应当会产生一种独特的光曲线特征。该方法可帮助我寻找与地球约处于同一技术发展水平的外星文明。

对地外文明的搜寻在上世纪60年代最为踊跃。科学家一开始试图寻找外星射电信号,但一无所获,说明还需要采用其它策略。近年来,科学家提出我们可以试着寻找巨型外星结构体,如戴森球;以及其它技术痕迹,比如极度先进的推进系统、反物质发电站、小行星采矿的迹象等等。

但这些方法的一大局限在于,它们都假定外星智慧处于极度发达水平,但这仅仅是一种假说。高度发达的外星人也许根本就不存在,但我们可以从自身判断,像我们这样的中等发达文明的确是存在的。索卡斯·纳瓦罗的提议之所以令人激动,就因为他认为有可能找到这种所谓的“中等发达地外文明”,并且我们已经具有、或者很快就会获得寻找它们所需的工具和技术。

过去30年间,天文学家已经用凌日法找到了数百颗地外行星。很快,科学家就能够分析出这些遥远行星大气层中的化学元素。今后有了詹姆斯韦伯望远镜、大麦哲伦望远镜、欧洲甚大望远镜、以及位于夏威夷的30米望远镜,我们的技术水平还将进一步提高。

索卡斯·纳瓦罗的新论文指出,这些工具可用来搜寻地外行星周围的“人”造卫星和太空垃圾。更具体来说,我们应当能识别出行星周围“克拉克带”( Clarke Belt)中的物体。克拉克带以小说家阿瑟·克拉克(Arthur C。 Clarke)命名,他在1945年发表了一篇论文,提议让通讯卫星在地球静止轨道上运行。

索卡斯·纳瓦罗指出,我们应该留心观察地外行星的克拉克带。“克拉克带由行星静止轨道和行星同步轨道中的太空设备和太空垃圾等各类物体构成,”他在新论文中写道,“构成克拉克带不需要任何人类尚未发明的技术,只不过对轨道空间利用得更多而已。也许外星文明比我们历史更悠久,在外星球上生活的时间更长。或者出于某些未知原因,它们对太空设备的需求更多。”

的确,克拉克带要想被地球探测到,必须足够稠密、含有大量卫星和太空垃圾。索卡斯·纳瓦罗利用计算机模拟,分析克拉克带需要达到怎样的厚度、或不透明度,才能在凌日时产生可探测到的光曲线痕迹。各恒星产生的光量不同,因此不同行星的克拉克带可被探测到的难易程度也不同。计算结果显示,比邻星b和TRAPPIST-1星系中的几颗行星周围若存在克拉克带,都能从地球上探测到。当这些行星及其克拉克带发生凌日现象时,其中央恒星的亮度都会有所下降。索卡斯·纳瓦罗指出,这种变化与土星环等天然环结构造成的变化有本质的不同。

地球的克拉克带中含有地球静止卫星和地球同步卫星。索卡斯·纳瓦罗称,这些设备的密度还不够,无法从外星球探测到。约三分之二的人造卫星为近地轨道卫星,高度约160至2000公里。由于距地表过近,这些卫星不可能被外星文明发现。而地球的克拉克带位于地表上空约3.6万公里处,虽然位置够高,但此处的卫星又远少于近地轨道卫星。但索卡斯·纳瓦罗指出,位于该轨道上的卫星密度正呈指数级增长。按现有增长速度,地球的克拉克带再过180至200年,便能达到可被探测到的水平。不过他也指出,这一预测是有附加条件的。

这一推断显然不够预言的资格。我们不能保证今后的200年都会维持目前的指数级增长。如果对轨道设备的需求下降,其增长速度就会放缓;而如果出现了新技术,使人类需要更多的轨道设备,或者有能力生产更多设备,其增长就会加速。说到这里,不妨再介绍一下克拉克设想的另一项发明:能够直达地球静止轨道的“太空电梯”。若能实现,这也有可能加速卫星数量的增长。总之,2200年这个年份不是说到了那时、人类就能达到可被外星文明探测到的水平,而是说从现有趋势来看,这一预期还算合理。

有趣、但也令人不安的是,这意味着地球文明迟早会被外星人发现。地球静止轨道上每多一颗卫星,我们就离那一天又近了一步。这也许是好消息,也许是坏消息,总之值得我们考虑一下。当然,我们还在向外泄露射电信号,但它们在远距离传输后会大大减弱,因此不必担心我们会以这种方式暴露身份。

索卡斯·纳瓦罗提议的好处之一在于,这样做基本不需要任何成本,可在对地外行星的日常搜索中顺带进行,只需要眼尖的天文学家在光曲线中分辨克拉克带造成的痕迹就行了。

最后要说的是,虽然这种方法似乎很有潜力,但我们还不清楚每个外星文明的克拉克带可被探测到的窗口期有多长。可能仅有短短几百年,因为在中等发达文明过渡到高度发达文明后,克拉克带的痕迹也将随之消失。例如,假如某个外星文明全都生活在戴森球中,周围就不会存在可被探测到的克拉克带。所以就算用这种方法,我们也要极为幸运才能得偿所愿。但尽管如此,我们依然应当尽力一试。

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