外星文明可能在 2029 年前向我们发送信息

美国宇航局向太空发送强大的无线电信号。谁在倾听,他们何时会回应?
NASA Deep Space Network radiotelescope sending radio waves to spacecraft, stars, and maybe aliens
美国宇航局的深空网络帮助地球进行长途通话。美国宇航局

一百多年来,人类一直使用无线电波在地球上进行通信。这些电波也会泄漏到太空中,成为我们存在的指纹,在宇宙中传播。近年来,人类还向地球以外发送了更强的信号:与我们最遥远的探测器(如著名的旅行者号航天器)进行通信。

科学家们最近追踪了这些强大的无线电信号从地球到多个遥远航天器的路径,并确定了哪些恒星——以及它们周围可能存在外星生命的行星——最有可能接收到这些信息。

研究团队列出了在未来一百年内将接收到地球信号的恒星名单,并发现(如果它们存在的话)外星文明最早可能在2029年发送回信。他们的研究结果于3月20日发表在《太平洋天文学会汇刊》上。

“这是卡尔·萨根的一个著名想法,他在电影《接触》中将其用作情节主题,”加州大学伯克利分校的天文学家、新研究的合著者霍华德·艾萨克森(Howard Isaacson)解释道。

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然而,任何涉及外星生命的研究都值得打个问号。华盛顿大学的天体生物学家凯特琳·拉斯穆森(Kaitlin Rasmussen)称这项研究“一项有趣的练习,但不太可能产生结果”。这里的“结果”指的是外星人在特定时间内联系地球。

随着无线电信号在太空中传播,它们会扩散并变得越来越弱,越来越难以探测。停留在附近恒星周围的外星人可能不会注意到来自电视和其他小型设备的微弱信号泄露。然而,我们发送给太阳系边缘开创性探测器的指令——旅行者1号旅行者2号先驱者10号先驱者11号新视野号——需要美国宇航局深空网络(DSN)更集中、更强大的广播,这是一个用于太空通信的全球性射电望远镜阵列。

NASA Deep Space Network dishes on a grassy hill
深空网络可以在指向正确方向时接收信号。美国宇航局

深空网络的信号并不会神奇地停止在目标航天器处:它们会继续传播到星际空间,最终到达其他恒星。但像无线电信号和光这样的电磁波只能以有限的速度传播——这就是为什么我们使用光年来衡量宇宙的距离。研究人员利用这个物理定律来估计深空网络信号到达附近恒星所需的时间,以及外星生命回复信息所需的时间。

这个过程揭示了一些见解。例如,根据他们的计算,2002年发送给先驱者10号的信号到达了一个距离约27光年、已知为白矮星的死亡恒星。研究团队估计,来自这颗死亡恒星附近任何外星生命的回信最早可能在2029年到达,但不会早于此。

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未来十年将出现更多接收回信的机会。1980年和1983年左右发送给旅行者2号的信号于2007年到达了两颗恒星:一颗距离26光年,另一颗是褐矮星,分别距离24光年。如果外星人从其中任何一个立即发送回信,最早可能在2030年代初到达地球。

这项工作“为搜寻地外文明(SETI)的研究人员提供了一个更狭窄的恒星群体来关注,”主要作者、加州大学洛杉矶分校的工程专业学生莱利·德里克(Reilly Derrick)说。

德里克和艾萨克森建议,射电天文学家可以利用他们的恒星列表在预定时间监听回信。例如,在2029年,他们可能会将地球上的一些主要射电望远镜对准接收了先驱者10号信号的白矮星。

但其他天文学家表示怀疑。“如果发送回应,我们探测它的能力将取决于许多因素,”宾夕法尼亚州立大学的天文学家梅西·休斯顿(Macy Huston)说,她并未参与这项新研究。这些因素包括“我们监测该恒星获得回应的时长或频率,以及回信传输的时长或频率。”

我们的无线电信号只到达了银河系体积的百万分之一。

在考虑外星生命时,仍然存在许多未知数。特别是,天文学家不确定这项研究中的恒星是否拥有行星——尽管根据其他系外行星研究,其中至少有一部分很可能拥有行星。在如此远的距离上,深空网络发出的信号仍然极其微弱,因此其他恒星探测到我们信号的可能性尚不清楚。

“我们微弱且不频繁的信号不太可能被外星人探测到,”加州大学洛杉矶分校的射电天文学家让-吕克·马戈(Jean-Luc Margot)说,他并未参与近期这项研究。他解释说,我们的无线电信号只到达了银河系体积的百万分之一。

“除非银河系中有数百万个文明,否则在这个微小的范围内存在另一个文明的概率非常小,”他说。但如果它们在那里,可能就会有捕捉证据的时间和地点。

 

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Briley Lewis

撰稿人

Briley Lewis 博士(她/她)是一位自由撰稿的科学作家和天文学家。在 Twitter @briles_34 上关注她,或访问她的网站 www.briley-lewis.com。


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