论文部分内容阅读
星球大战中的“死星”，或许真的存在于宇宙的某个角落。现在，天文学家已经启动多项计划，要去寻找如此规模，甚至更大规模的外星人造物。
我们找到外星智慧生命的希望似乎正变得越来越渺茫。火星和金星已经不再是我们曾经猜测的生机盎然之地，外太阳系的冰海中虽然可能存在生命，但几乎可以肯定，它们最多不过是些微生物。而对更遥远的外星人发来的无线电信号的搜索，已经让一些天文学家非常沮丧，他们甚至提议，我们应该在星际空间大声喊出“你好”，希望能促使那些外星人做出回应。
寻觅外星人的踪迹
任何存在的文明都很有可能比我们历史悠久得多，也要先进得多。如果，真的存在外星人，那么，肯定有他们留下来的足迹、他们建造物的痕迹、他们丢弃的废弃物等等。或许，我们应该换换思路，不要总是尝试去截获外星人的通讯信号，而应该去寻找外星人留下的人造迹象。
日前，由天文学家组成的3个团队正打算扫视广阔的宇宙空间。两个团队希望能够在闪烁的星光中看到外星工业的影子。第3个团队，就像地球上筛查瓦砾堆的考古学家一样，正在寻找外星人留下的废弃物。只不过，他们所要寻找的远比陶器碎片宏大得多。他们要找的，可以说是庞然大物：与行星大小相当的发电站、环绕整颗恒星的环带或球壳、像太阳系那么大的计算机，或许还有巨大到组装起来足够使整个星系变暗的硬件设施。
想要寻找这样的“庞然大物”真是够疯狂的，但是也绝非天方夜谭。人类不是就已经用道路和城市覆盖了地球表面的广袤地区，我们的长城不是也能从宇宙空间看到。更何况，如今的科技可以把各种探测器送往其他行星。我们只是在短短几百年里就做到这一切，那更先进的文明在几万甚至上百万年的时间里，又能干出些什么呢？
“戴森球”假说
1960年，物理学家弗里曼·戴森提出了一个设想，被称之为“戴森球”。他认为，文明总是在不断发展壮大的，人类如此，外星文明也如此。假使外星文明不断发展壮大，就会消耗更多的能源，而任何恒星系统中最大的能源，就是那颗恒星本身。拿我们地球来说，那颗恒星就是太阳。现在，我们总的能量消耗率大约相当于照到地球上的阳光总量的0.01%，因此太阳能够轻易满足我们的所有需求。然而，如果能源需求以每年1%的速度增长，那么1000年内我们所需的能量，就会超出照射到地球表面的太阳能。那么，为了我们所需的这些能量，我们就需要兴建各种太阳能发电站、发电厂。
当外星文明遇到类似的处境，或许他们也会开始兴建太阳能发电站、发电厂，甚至在太空中定居。通过开采小行星、行星，甚至还有恒星本身的物质，慢慢地向外扩张。戴森的结论是，千百万年之后，这颗恒星可能会被一个巨大的人造太阳能板球壳完全包裹。
“戴森球”的规模几乎是无法想象的。一个半径相当于地球轨道的球壳，表面积是地球表面积的一亿多倍。建造这么个大家伙绝非易事，因为要考虑到引力问题，那就需要在互不相交的轨道上建造许多大型电站，让它们可以有效地包裹住中央恒星。如果已有外星人建造了“戴森球”，那我们就有机会发现它。
这样一个球壳会遮挡星光，让我们的肉眼看不到它，但这个球壳仍会以红外辐射的形式将废热向外发出。因此，卡尔·萨根在1966年指出，如果红外望远镜发现了一个温暖的天体，在可见光波段却什么都看不见的话，它就有可能是“戴森球”。
深入宇宙 来一场星际之旅
“戴森球”真的存在吗？一些天文学家在不停地审视天空、筛查数据。1983年，有几位天文学家借助红外天文卫星为期10个月的巡天，筛查着各种数据，但收获甚微；1985年，俄罗斯空间研究所的维亚切斯拉夫·斯莱什进行了第一次寻找“戴森球”的尝试；2009年，美国费米国家实验室的理查德·卡里根则公布了最新的搜寻结果。卡里根并没有发现令人信服的“戴森球”存在的迹象，但他搜寻的范围实在有限。他只在地球周围1000光年以内类似太阳的恒星周围展开了搜索。对于直径10万光年的银河系而言，这只是非常小的一部分。
很少有人加入卡里根等人的行列，去搜寻外星人造物品。原因之一在于，这样的项目很难获得资金。2012年，由一位亿万富翁建立、专门资助“大问题”研究的坦普尔顿基金会，为它的“新前线”项目征集提案，尤其是那些由于极具探索性却毫无实用性而通常无法获得资助的项目。几位天文学家抓住了这个机会，借此来寻找外星人的迹象。2012年10月，“新前线”项目批准了3项独立的搜索计划。
美国宾夕法尼亚州立大学的詹森·赖特领导的一个团队，将重新分析两座空间红外天文台取得的数据，从中寻找“戴森球”发出的废热。这两座红外天文台分别是：2003年发射的斯皮策空间望远镜，以及2009年升空的大视场红外巡天探测器。波维奇也是团队成员之一，他专注于在银河系内展开搜寻。波维奇现在的搜索范围比之前的卡里根大了上千倍。
赖特猜测：“星际旅行应该不会比建造‘戴森球’更难。一个拥有如此高技术水平的外星文明，在几百万年的时间内就会向外扩张，殖民整个星系，在所到之处建造‘戴森球’。所以，一个星际文明要消亡是十分困难的，因为求生船太多了。如果这样的事情真的在银河系中发生过，那戴森球就应该无处不在才对。”
于是，赖特正打算进入更深邃的宇宙展开冒险。“因此我们正在寻找大而明亮却没有光学对应体的星系。”赖特说。如果一些文明已经征服银河系这么大的星系，这个项目就能够在10亿光年之外发现他们的超级工程。如果他们已经殖民统治了整个星系团，那就能在更远的距离上被我们探测到。
尽管作用范围极其辽阔，但探测废热这种方法本身就有局限性。如果外星人只建造了一个由收集器组成的薄环，或者建造出来的戴森球留有许多空隙，能够让大量星光通过，这种方法就探测不到任何东西了。不过，这正是另外两个探测项目的用武之地。他们将在搜寻外星行星的开普勒空间望远镜的帮助下，搜寻规模相对较小的外星文明人造物。开普勒望远镜监测着大约15万颗近距离恒星，寻找行星从恒星前方经过而造成的微弱的亮度变化，目前已发现了上千颗新的外星行星候选者。
开阔眼界 寻找异常“候选者”
美国普林斯顿大学的卢西阿尼·沃尔科维兹领导的另一个小组，也在开普勒望远镜的数据中寻找异常现象。沃尔科维兹认为，“戴森球”的猜测，一些其他人造物体的猜测全都是徒劳。“人们花了大量时间，试图对外星人進行精神分析，但我们对他们的技术是什么样子一无所知。你越是尝试去想象外星人会做什么，你就越是会限制自己的眼界。”这正是她的团队不设任何前提，着眼于寻找任何奇怪东西的原因。沃尔科维兹认为，他们在几个月内就应该能够找到有趣的候选者。
那些候选者不一定就是“ 大家伙”，它们可以是任何能够改变星光的东西。如：用于发电或者驱动太阳帆航天器的巨型反光镜，就会产生与众不同的闪光。此外，如果外星人有能力修改恒星的物理状态，比如延长它们太阳的寿命或者生产有用的元素，那么，恒星本身的这些人为变化也会显现出来。
沃尔科维兹说：“我们知道行星凌星、恒星黑子和耀斑看起来是什么样子，因此我们正在寻找已知的天体物理学无法解释的星光变化。”当然，只是发现一些新奇的东西，并不意味着外星人就一定在那里。所有参与研究的科学家也都乐于发现新的自然现象。对一些人来说，这才是这项搜索的价值所在。
作为“新前期”项目的名誉顾问，戴森本人对这一切感到满意。“搜寻外星人造物不应该跟对宇宙的正常探索分隔开来，”戴森说，“我们探索琳琅满目的各种自然天体，如果有某个足够怪异的东西冒了出来，它就有可能是人造的。”
我们找到外星智慧生命的希望似乎正变得越来越渺茫。火星和金星已经不再是我们曾经猜测的生机盎然之地，外太阳系的冰海中虽然可能存在生命，但几乎可以肯定，它们最多不过是些微生物。而对更遥远的外星人发来的无线电信号的搜索，已经让一些天文学家非常沮丧，他们甚至提议，我们应该在星际空间大声喊出“你好”，希望能促使那些外星人做出回应。
寻觅外星人的踪迹
任何存在的文明都很有可能比我们历史悠久得多，也要先进得多。如果，真的存在外星人，那么，肯定有他们留下来的足迹、他们建造物的痕迹、他们丢弃的废弃物等等。或许，我们应该换换思路，不要总是尝试去截获外星人的通讯信号，而应该去寻找外星人留下的人造迹象。
日前，由天文学家组成的3个团队正打算扫视广阔的宇宙空间。两个团队希望能够在闪烁的星光中看到外星工业的影子。第3个团队，就像地球上筛查瓦砾堆的考古学家一样，正在寻找外星人留下的废弃物。只不过，他们所要寻找的远比陶器碎片宏大得多。他们要找的，可以说是庞然大物：与行星大小相当的发电站、环绕整颗恒星的环带或球壳、像太阳系那么大的计算机，或许还有巨大到组装起来足够使整个星系变暗的硬件设施。
想要寻找这样的“庞然大物”真是够疯狂的，但是也绝非天方夜谭。人类不是就已经用道路和城市覆盖了地球表面的广袤地区，我们的长城不是也能从宇宙空间看到。更何况，如今的科技可以把各种探测器送往其他行星。我们只是在短短几百年里就做到这一切，那更先进的文明在几万甚至上百万年的时间里，又能干出些什么呢？
“戴森球”假说
1960年，物理学家弗里曼·戴森提出了一个设想，被称之为“戴森球”。他认为，文明总是在不断发展壮大的，人类如此，外星文明也如此。假使外星文明不断发展壮大，就会消耗更多的能源，而任何恒星系统中最大的能源，就是那颗恒星本身。拿我们地球来说，那颗恒星就是太阳。现在，我们总的能量消耗率大约相当于照到地球上的阳光总量的0.01%，因此太阳能够轻易满足我们的所有需求。然而，如果能源需求以每年1%的速度增长，那么1000年内我们所需的能量，就会超出照射到地球表面的太阳能。那么，为了我们所需的这些能量，我们就需要兴建各种太阳能发电站、发电厂。
当外星文明遇到类似的处境，或许他们也会开始兴建太阳能发电站、发电厂，甚至在太空中定居。通过开采小行星、行星，甚至还有恒星本身的物质，慢慢地向外扩张。戴森的结论是，千百万年之后，这颗恒星可能会被一个巨大的人造太阳能板球壳完全包裹。
“戴森球”的规模几乎是无法想象的。一个半径相当于地球轨道的球壳，表面积是地球表面积的一亿多倍。建造这么个大家伙绝非易事，因为要考虑到引力问题，那就需要在互不相交的轨道上建造许多大型电站，让它们可以有效地包裹住中央恒星。如果已有外星人建造了“戴森球”，那我们就有机会发现它。
这样一个球壳会遮挡星光，让我们的肉眼看不到它，但这个球壳仍会以红外辐射的形式将废热向外发出。因此，卡尔·萨根在1966年指出，如果红外望远镜发现了一个温暖的天体，在可见光波段却什么都看不见的话，它就有可能是“戴森球”。
深入宇宙 来一场星际之旅
“戴森球”真的存在吗？一些天文学家在不停地审视天空、筛查数据。1983年，有几位天文学家借助红外天文卫星为期10个月的巡天，筛查着各种数据，但收获甚微；1985年，俄罗斯空间研究所的维亚切斯拉夫·斯莱什进行了第一次寻找“戴森球”的尝试；2009年，美国费米国家实验室的理查德·卡里根则公布了最新的搜寻结果。卡里根并没有发现令人信服的“戴森球”存在的迹象，但他搜寻的范围实在有限。他只在地球周围1000光年以内类似太阳的恒星周围展开了搜索。对于直径10万光年的银河系而言，这只是非常小的一部分。
很少有人加入卡里根等人的行列，去搜寻外星人造物品。原因之一在于，这样的项目很难获得资金。2012年，由一位亿万富翁建立、专门资助“大问题”研究的坦普尔顿基金会，为它的“新前线”项目征集提案，尤其是那些由于极具探索性却毫无实用性而通常无法获得资助的项目。几位天文学家抓住了这个机会，借此来寻找外星人的迹象。2012年10月，“新前线”项目批准了3项独立的搜索计划。
美国宾夕法尼亚州立大学的詹森·赖特领导的一个团队，将重新分析两座空间红外天文台取得的数据，从中寻找“戴森球”发出的废热。这两座红外天文台分别是：2003年发射的斯皮策空间望远镜，以及2009年升空的大视场红外巡天探测器。波维奇也是团队成员之一，他专注于在银河系内展开搜寻。波维奇现在的搜索范围比之前的卡里根大了上千倍。
赖特猜测：“星际旅行应该不会比建造‘戴森球’更难。一个拥有如此高技术水平的外星文明，在几百万年的时间内就会向外扩张，殖民整个星系，在所到之处建造‘戴森球’。所以，一个星际文明要消亡是十分困难的，因为求生船太多了。如果这样的事情真的在银河系中发生过，那戴森球就应该无处不在才对。”
于是，赖特正打算进入更深邃的宇宙展开冒险。“因此我们正在寻找大而明亮却没有光学对应体的星系。”赖特说。如果一些文明已经征服银河系这么大的星系，这个项目就能够在10亿光年之外发现他们的超级工程。如果他们已经殖民统治了整个星系团，那就能在更远的距离上被我们探测到。
尽管作用范围极其辽阔，但探测废热这种方法本身就有局限性。如果外星人只建造了一个由收集器组成的薄环，或者建造出来的戴森球留有许多空隙，能够让大量星光通过，这种方法就探测不到任何东西了。不过，这正是另外两个探测项目的用武之地。他们将在搜寻外星行星的开普勒空间望远镜的帮助下，搜寻规模相对较小的外星文明人造物。开普勒望远镜监测着大约15万颗近距离恒星，寻找行星从恒星前方经过而造成的微弱的亮度变化，目前已发现了上千颗新的外星行星候选者。
开阔眼界 寻找异常“候选者”
美国普林斯顿大学的卢西阿尼·沃尔科维兹领导的另一个小组，也在开普勒望远镜的数据中寻找异常现象。沃尔科维兹认为，“戴森球”的猜测，一些其他人造物体的猜测全都是徒劳。“人们花了大量时间，试图对外星人進行精神分析，但我们对他们的技术是什么样子一无所知。你越是尝试去想象外星人会做什么，你就越是会限制自己的眼界。”这正是她的团队不设任何前提，着眼于寻找任何奇怪东西的原因。沃尔科维兹认为，他们在几个月内就应该能够找到有趣的候选者。
那些候选者不一定就是“ 大家伙”，它们可以是任何能够改变星光的东西。如：用于发电或者驱动太阳帆航天器的巨型反光镜，就会产生与众不同的闪光。此外，如果外星人有能力修改恒星的物理状态，比如延长它们太阳的寿命或者生产有用的元素，那么，恒星本身的这些人为变化也会显现出来。
沃尔科维兹说：“我们知道行星凌星、恒星黑子和耀斑看起来是什么样子，因此我们正在寻找已知的天体物理学无法解释的星光变化。”当然，只是发现一些新奇的东西，并不意味着外星人就一定在那里。所有参与研究的科学家也都乐于发现新的自然现象。对一些人来说，这才是这项搜索的价值所在。
作为“新前期”项目的名誉顾问，戴森本人对这一切感到满意。“搜寻外星人造物不应该跟对宇宙的正常探索分隔开来，”戴森说，“我们探索琳琅满目的各种自然天体，如果有某个足够怪异的东西冒了出来，它就有可能是人造的。”