地球正在膨胀,一颗颗卫星,每一次火箭发射都将地球的地壳碎片送入轨道。如果这项偶然的地球工程计划继续下去,它将重塑我们星球的轮廓,即使从星际距离看去——让光滑的地球拥有一个明显的凸起。
如果我们正在膨胀自己的星球,其他文明也可能在做同样的事情,形成一个由卫星组成的环,我们或许可以用今天的望远镜发现它。这是西班牙加那利天体物理研究所的天体物理学家Hector Socas-Navarro的观点,他上周在休斯顿举行的NASA技术特征研讨会上就此话题发表了演讲。科学家们长期以来一直猜测,巨大的太阳能结构可能暴露了技术发达的外星文明的存在,但虽然理论上很容易发现阻挡远处恒星的巨型太阳能电池板,但这种想法仍然停留在科幻小说的范畴。然而,像Socas-Navarro这样的思想实验表明,如今配备比前辈更先进的望远镜,研究人员正更认真地寻找行星级别的变化。
Socas-Navarro意识到,一个行星规模的项目尤其应该产生一个特定的、可见的效果。想象一个在技术上比地球先进几百年的世界。在这个世界里,外星军事部门已经发射了GPS卫星用于导航。外星的NASA和外星的谷歌也发射了无数的天气和地图卫星,以提供整个星球的实时数据。其中许多卫星位于特殊的位置,即同步轨道和静止轨道,它们与行星同步运行,可以持续监测同一区域。填满这些特殊轨道,你就会得到一个环绕行星的细长圆柱体,当它经过其恒星和观测者(比如我们)之间时,它在太空中投下的阴影与单独的裸露行星不同。当那个阴影扫过地球时,像老旧的开普勒和新近投入使用的TESS这样的行星探测卫星就能以一种特定的方式观察到外星恒星的变暗。
Socas-Navarro在3月份的《天体物理学杂志》上发表了初步模拟,展示了如果我们以十光年的距离观察这样一颗类地行星,现代望远镜会看到什么样的变暗情况。他得出结论,像我们这样的卫星环太稀疏而无法看到,但开普勒望远镜可以发现一个密度大约是它十亿倍的卫星环——这是一个激进但并非不可能的改变,如果发射频率继续以目前的速度增长,我们可以在200年内实现。
许多人已经在研究这些恒星的闪烁,试图寻找类似的东西:一颗拥有自然环的行星。“这使得一次凌星现象,一次阴影变得复杂,”东京大学研究生Masataka Aizawa说,他在2017年发现一个可能的土星表亲。他同意,密集卫星带的变暗应该看起来很独特。天然环是呈平面状像唱片一样向外扩散,而同步轨道则形成一个南北方向的罐头形状,具有极薄的侧壁(我们目前的厚度仅为450英尺),这两种几何形状应该投下两个不同的阴影。但他仍然认为该论文的提议,他称之为“科幻”,是渺茫的。“我在开普勒数据中几乎看到了所有的(变暗)曲线,但在我的研究中没有发现这样的证据,”他说。
Socas-Navarro指出,无论是否存在热爱卫星的外星人,进行更详细的模拟,研究卫星的不同于环和卫星群的变暗模式,都能帮助所有系外行星研究人员。“我们必须确保我们不会误解像外星人这样有趣的事物,不会将其与天然环或天然卫星混淆,”他说。“如果你深入观察,它们是不同的。”
虽然技术特征研讨会侧重于倾听而非交谈,但Socas-Navarro的想法也暗示了关于两个物种首次接触性质的一个广泛的结论。几十年来,我们的无线电接收器和望远镜将我们潜在的笔友限制在他们生动地称之为“大哥哥”——拥有难以想象先进技术的文明。这些物种将能够进行如重新排列恒星等工程壮举,但最近对“太空工程”痕迹的调查却未能如愿。
随着人类观测能力的进步,我们可以探测到的文明类型越来越接近我们自身。Socas-Navarro的卫星环标志着一个中等先进文明,它只比我们先进几个世纪,而不是几千年。他不是唯一这样想的人。其他人曾提出寻找轨道镜,可以加热或冷却行星,这是我们人类最近讨论过的作为我们自身气候变化潜在解决方案。
关于外星文明的任何思想实验都必须从我们唯一知道的文明开始,与20世纪60年代的技术人员相比,气候变化给现代研究人员带来了更深刻的认识,即技术如何破坏文明。“我们面临着以前没有的全球性问题,比如全球变暖,”Socas-Navarro说,“所以有动力去启动全球性的项目。”根据我们目前的经验,推测其他文明,如果它们存在,是否面临过类似的挑战——并找到了技术解决方案,这并非难事。
在过去的七十年里,我们的机器从能够观察控制恒星的文明发展到只能控制自己星球的文明。Socas-Navarro预测,在不久的将来,下一代望远镜与新兴的生命天文学的结合将把我们带入另一个临界点。“我们离过渡不远了,”他对休斯顿一群跨学科的、由天文学家、考古学家和人类学家组成的听众说。“在接下来的几十年里,我们将能够在星际距离上看到自己,然后我们将成为‘大哥哥’。”
由于“小弟弟”最容易察觉“大哥哥”,该假说表明,接触往往发生在技术差距很大的物种之间。历史上,人类文明之间的这种接触对“小弟弟”来说结果并不好,但Socas-Navarro看到了一个潜在的乐观理由。
基于人类快速发展的经验,研究人员推测,一个“可持续性过滤器”可能会阻止更具侵略性的物种达到技术成熟。那些未能控制其侵略性冲动的扩张主义者可能会迅速耗尽其环境,触发技术重置式的崩溃,甚至直接灭绝。
我们目前在与生态系统平衡方面的斗争表明,我们可能正面临这样的考验。到本世纪末,气候变化威胁着大片地区变得不适宜居住,这对经济和技术发展将是沉重打击。克服这一障碍,并找到七到十亿人口舒适且可持续地生活的方式,将需要我们积极地管理地球的气候和资源。如果我们能达到那一点,我们就能继续发射卫星并进行其他可以从远处看到的塑造地球的活动。同样的逻辑,其他高度可见的文明也更有可能积极地管理自己的星球。
“他们将像园丁改变花园一样改变他们的星球,”Socas-Navarro说。
在这种宇宙中,大多数初次接触将发生在成熟的园丁和那些正在努力管理自己混乱花园的物种之间。人们希望,这种接触的可能结果将是一堂园艺课。