科学家怎么寻觅外星生命

liukang20245天前热心吃瓜1139

参考消息网10月26日报导美国《大西洋》月刊网站9月13日刊登题为《咱们应该查找“聪明”仍是“愚笨”的外星生物？》的文章，作者是美国罗切斯特大学天体物理学教授亚当·弗兰克。全文摘编如下：

当咱们问咱们在国际中是否绝无仅有时，咱们所说的“绝无仅有”究竟是什么意思？

寻觅外星生命是天文学最庞大的项目之一。可是，查找作业触及许多方面——远比对外星生命感兴趣的任何人或许意识到的要多。查找作业的中心问题是，咱们要寻觅什么样的生命。在地球上，生命的办法和才干各异，地球之外的生命大约也是如此。但为了在国际中追寻生命，能够将它们粗略地分为两类：“愚笨的生命”和“聪明的生命”。“愚笨的生命”包含微生物和植物等东西，它们能够在行星上敏捷繁衍，但不是像人类这样有自我意识、能创造技能的思想家。“聪明的生命”则包含咱们人类这样的生物，而咱们会创造掩盖全球的技能。

寻觅直接痕迹

由于这种蠢笨的命名法，咱们对微生物、植物乃至大象深表歉意。但这种“愚笨”与“聪明”生命之间的差异很重要，由于勘探这两类生命的办法是不同的。鉴于各恒星之间的悠远间隔，即便在不久的将来，咱们也不或许盼望研讨悠远行星的最先进东西能供给外星松树或食蚁兽的实地相片。咱们在观测行星时有必要寻觅生命的直接痕迹。首先是生物符号，比方存在于大气中的氧气和甲烷。这些气体或许只会一起存在，由于生物圈——行星上一切生命的团体活动——会让它们坚持在那里。第二是技能符号。大气中存在的杂乱工业化学品，或许大面积太阳能电池板的反射光会告知天文学家，那个悠远的行星上休息着像咱们这样具有技能才干的生物。

为了最大极限地添加咱们发现生命的时机，抱负的做法是在一颗行星上寻觅两种符号。但天文学家有一个巨大的国际需求探究，而从事探究的时刻和金钱是有限的。由于这些项目需求几十年才干取得效果，科学家有必要慎重挑选尽力的方向。例如，詹姆斯·韦布空间望远镜——人类最新、最强壮的天文台——造价约为100亿美元，可见每一项天文学投入之巨大。到现在为止，在寻觅外星生命的过程中，“愚笨生命”现已胜出。有了美国国家航空航天局（NASA）的可观赞助，天文学家曩昔20年来在弄清楚外星国际或许存在哪些品种的生物符号方面取得了惊人的发展。这一发展正在取得极大的报答，但也或许是有价值的。咱们会在发现“聪明生命”的远景方面失去时机吗？

值得记住的是，对地外生命的开端科学查找是对地外才智生物的查找，即“查找地外文明方案”（SETI）。1960年，天体物理学家弗兰克·德雷克启动了“奥兹玛方案”，这项试验使用射电望远镜查找来自高技能文明的信号。其时，没有人能够幻想在环绕着悠远恒星作业的悠远行星上寻觅树木、昆虫或微生物的办法。乃至没有人知道这类行星是否存在。虽然几十年来，SETI一直是人类查找生命的尽力中最值得重视的项目，但它一直遭到“打趣要素”的困扰（一种科学理论假如显得过分荒唐而不值得仔细考虑，就具有“高打趣要素”——本网注）。不止一次，国会议员使用“寻觅小绿人”来打击NASA糟蹋纳税人的钱。成果，SETI的经费遭到了影响。在曩昔40年的大部分时刻里，这一范畴只能鼓励保持（虽然最近经过“打破倾听”方案取得的资金供给了协助）。

查找生物符号

一起，1995年，查找生命的游戏产生了永久性的改变。人们初次发现了环绕相似太阳的恒星作业的行星。天文学家意识到，他们能够经过观测穿过系外行星大气层的星光直接勘探各种生物符号。这项叫做“大气特征描述”的技能开发是NASA天体生物学项目的首要成果之一。最近，在该范畴一个十年一次的查询中，天文学家将一个天基“生命发现者”望远镜列为经费优先项目之一。在人们忙着勘探生物符号之际，谁还想得起技能符号。

生物符号的吸引力是清楚明晰的。许多天文学家开端以为，生物符号会比技能符号更遍及。究竟，一颗行星要先演化出生命才或许进化出创造文明的物种。从地球的前史——咱们生命之路的仅有参照点——来看，根本生命办法的存在时刻明显远远善于技能。地球在超越30亿年前就展示出生物符号了。只是在曩昔一个世纪左右的时刻里，咱们才开端供给技能符号。这意味着，地球的技能符号存在的时刻只是生物符号存在时刻的缺乏0.00001%。从这个视点来看，技能符号好像只是可探寻生命这个蛋糕上的糖霜算了。

可是，问题还有另一个层面，这是简略生命的演化进程无法提醒的。一项新研讨阐明晰这样一个观念：天文学正在忽视技能符号的价值。这项新研讨由宾夕法尼亚州立大学的贾森·赖特领导，我作为NASA赞助的技能符号研讨小组成员也出了一份力。生物符号的问题在于，它们总是与生物圈——它们的行星——绑缚在一起。生物符号无法脱离它们发源地的生物圈。由于这个原因，假如一切生命明日都从地球上消失了，地球上的大多数生物符号也会敏捷消失。例如，咱们大气层中的氧气来自地球上的生命。假如地球生命灭绝，大气中的氧气将经过反响回到岩石中，并在“深度时刻”的尺度上敏捷消失。

换言之，为了发现生物符号，咱们有必要找到一个充分发挥功用的生物圈。但咱们确实不知道生物圈一般能存在多久。咱们的生物圈现已存在超越30亿年。可是，生物圈或许以多种办法消亡，这包含，太阳风导致地球损失大气层，或许地球遭受小行星严峻碰击。一旦生物圈消失，生物符号很或许随之消失。　　

技能符号就没有这种约束。考虑一下这个现实——太阳系中现已充满着地球的技能符号。现在有10多个航天器在环绕火星作业或在其外表作业。而这还只是一颗行星。别的数百个航天器正在太阳系中穿行。咱们乃至现已让5个航天器飞出太阳系，进入星际空间。咱们送入太空的这些机器中的每一件自身就构成了一种有形的技能符号——一种人工制品。更重要的是，一切活泼的航天器都在向太空发射无线电信号。这些信号很弱小，但每个信号依然构成一个其他物种或许勘探到的技能符号。

勘探技能符号

同生物符号不同，技能符号会移动，并会长期存在。阿波罗11号登月舱将在月球上逗留千百万年，由于那里没有风或水来腐蚀它。想想看，假如当咱们用太阳能电池板掩盖月球的一片区域后，咱们的文明溃散了，这些电池板或许在咱们消失好久之后仍能被外星观察者看到。一起，在咱们寻觅生命的过程中，幻想存在某个星际文明，它的运输装置经常在不同行星之间来往。发动机尾气、窄波束激光通讯乃至废物处理——假如这个外星文明焚烧废物——都或许成为一种咱们能在地球上勘探到的信号或符号。一切技能符号都能够从这个外星文明的家乡（让咱们称之为“技能圈”）传输到很远的当地。外星文明乃至或许使用其地点恒星系中不宜居的行星作为它的工业或动力出产的基地。这样的“服务性行星”——我和搭档这样称号它们——只会产生技能符号，由于它们没有生物圈。

技能符号也是易分散的。一个文明及其“技能圈”能够产生数以百万计、乃至数以十亿计的物件，每个物件都能够生成可勘探的技能符号。幻想一下，有一个比咱们的文明早数千年、乃至数百万年的文明，不只能够惯例地创立许多宣布技能符号的制成品，还或许创造出更多的技能圈。与生物圈不同，技能圈能够经过有意图的太空久居来进行自我仿制。由此，幻想一下，一些悠远的文明会经过先进的技能产生许多巨大的创造，相较之下，人类现在或许乃至还算不上智能生命。

这里有许多要争辩的当地。例如，在一个详细的层面上，批判人士或许回应说，生物圈也能够经过“胚种”进行仿制，在这样一个过程中，包含微生物的岩石由于小行星碰击而流落太空，然后降落在另一颗丰饶肥美的行星上。可是，核算标明，即便在最好的情况下，胚种论的现象也是很少产生的。一起，跟着一个进行太空游览的文明久居到更悠远的行星，它能够在星系遍地构成新的技能圈。即便如此，这一切都是猜想。咱们还没有发现地外生命，所以咱们不知道国际中“聪明生命”相对“愚笨生命”的实在比率是多少。先进的文明或许是反常稀有的，所以发现“愚笨生命”的或许性更大。对此我没有掌握。但话又说回来，还有那么多东西尚未被发现呢。

咱们小组的研讨或许带来的一种误解是，现在生命查找的要点应该转向技能符号。可是，这并不是咱们的定论。相反，在回顾曩昔的成见和未来的或许性时，咱们开端将生物符号和技能符号视为一个接连统一体。到现在为止，科学家们现已规划了各种生命勘探东西，以查找“聪明的生命”或“愚笨的生命”。在发现系外行星之后，相同品种的望远镜和这些望远镜顺便的相同品种的勘探器都已可用于发现这两种生命。观测同一颗行星时，天文学家会在电磁谱的同一部分寻觅生物圈和技能圈的各种符号，此刻，这两种查找乃至能够一起进行。

几十年来对技能圈的成见，包含把它们与“小绿人”和UFO阴谋论联络在一起的“打趣要素”，现已不再站得住脚。天文学家仍将不得不在有限的资源基础上做出困难的决议，但这些决议应该只是根据详细查找主张的优势，而不是将生命查找作业人为地分红对生物符号或技能符号的查找。咱们正处在一个特殊的时期。在对外星生命的问题争辩了许多年之后，咱们总算有才干去寻觅答案了。找到任何一种生命——不管愚笨仍是聪明——都将让咱们重新认识咱们在国际中的方位。就让咱们去寻觅这一切吧。

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