

十多年来,位于加州的艾伦望远镜阵列(Allen Telescope Array)巨大的卫星天线一直对准天空,试图窃听外星生命之间的对话。这个拥有42个碟形天线的阵列以微软联合创始人保罗·艾伦(Paul Allen)的名字命名,一直是人类在宇宙中搜寻智慧生命的最大尝试。不幸的是,迄今为止,外星生命一直“保持无线电静默”,而搜寻地外文明计划(SETI)的资金也随着时间推移逐渐枯竭。
如今,搜寻外星生命的行动因硅谷的尤里·米尔纳(Yuri Milner)的大笔投资而重新焕发活力。这位俄罗斯亿万富翁通过“突破奖”(Breakthrough Prize)——这是世界上最高额的科学奖项——支持着物理学、数学和生命科学的研究,现在他投资1亿美元,用于迄今为止最全面的地外生命搜寻项目。这个名为“突破聆听”的项目得到了物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)的认可,并由SETI先驱弗兰克·德雷克(Frank Drake)及其他顶尖科学家领队。
霍金在新闻发布会上说:“我们相信生命在地球上是自发产生的。所以,在无限的宇宙中,一定存在着生命的其它表现形式……我们活着,我们有智慧,我们必须知道。”
“突破聆听”项目“给了我们一个前所未有的机会,” Geoff Marcy说,他已经发现了数十颗系外行星,现在将作为“突破聆听”项目的领导者之一搜寻外星生命。他是加州大学伯克利分校的天文学家。“我们计划对来自地外生命的无线电信号进行最深入、最全面的调查。”
工作原理

在接下来的十年里,“突破聆听”将扫描地球附近一百万颗恒星,以及银河系中心和100个最近的邻近星系,寻找智慧生命信号的痕迹。其目标数量是任何其他项目的十倍。它还将扫描五倍的无线电频率,并且速度将是以前的100倍。
米尔纳说:“我们的想法是用一种硅谷的方式来搜寻生命。也就是说,一种透明的、创新的、并且利用众包力量的数据处理方式。”
为了这次大规模搜寻,该团队将使用两台大型射电望远镜:位于西弗吉尼亚州的绿岸望远镜(Green Bank Telescope)和位于澳大利亚的帕克斯天文台(Parkes Observatory)。这两台望远镜可以覆盖南北半球。凭借在加州大学伯克利分校开发的正在开发的新设备,该项目将能够同时扫描和处理15亿个频率的射电信号。
Marcy说:“这就好比你调收音机,不是听到一个电台的广播,而是听到15亿个频道。”相比之下,SETI研究所一次只能扫描四个频段。“这是一个巨大的技术飞跃,”Marcy说。“现在没有人能做到这一点,但加州大学伯克利分校的团队将从零开始构建一套模块,来扫描15亿个频率。”
在这些频率中,这些模块还将寻找可能象征着智慧生命的模式。
为什么是现在?
就在过去几年里,天文学家们了解到地球可能并非像我们想象的那样独特。银河系中有数十亿颗行星,根据Geoff Marcy团队的计算,我们银河系中约四分之一的类日恒星拥有类地行星,这些行星的温度不冷不热,足以存在液态水。理论上,这意味着生命有充足的繁殖机会,其中一些生命可能已经进化出足够的智慧,能够通过无线电波进行通信。

对该项目有利的另一个巧合是,两台大型射电望远镜向外部投资开放。尽管有国家科学基金会的资助,绿岸望远镜的收入不足以维持自身运营。如果没有“突破聆听”的投资,这台望远镜可能已经被关闭了。帕克斯望远镜也面临预算削减。未来,这两台望远镜将各拿出15%的时间用于搜寻来自智慧地外文明的无线电信号。
第三个动力是技术的飞速发展。“数字高带宽技术正在快速进步,”Marcy说。“我们现在拥有的计算技术使得扫描比以往任何时候都多的频率成为可能。”
如果地球附近1000颗最近的恒星之一的文明发送的无线电信号功率相当于飞机雷达,那么“突破聆听”项目表示将能够接收到。但是,恒星系统越远,信号强度需要越大,地球上的望远镜才能探测到。例如,在银河系中心,信号强度需要比我们探测太阳系的星际雷达至少强十二倍。
该死的激光束
“突破聆听”项目不仅会监听外星无线电信号,还会搜寻激光脉冲。该团队将使用加州的自动行星探测器望远镜(Automated Planet Finder Telescope)来搜寻可能被先进文明用于通信的光学信号。
Marcy说:“跨越星际间光年距离进行通信的一个非常好的方法是使用激光。它们非常明亮,光束非常集中,并且光在一个频率上,这样对方就能调谐到那个频率。我们可能会想,我们的银河系是否有一种‘银河互联网’来在行星系统和航天器之间通信?这不可能通过电线或光纤完成。但可以通过激光束完成。”
“在浩瀚的宇宙深处,地球是唯一孕育智慧生命的港湾吗?”
该项目的光学搜索足够灵敏,可以在25万亿英里(约40万亿公里)外探测到100瓦的激光(这大约相当于你家灯泡的亮度)。
他们会找到什么?
该项目的领导者之一、天体物理学家和外星猎人Andrew Siemion说:“‘突破聆听’是一个绝对具有历史意义的机会,可以朝着回答一个自古以来就伴随着人类的问题迈进:在浩瀚的宇宙深处,地球是唯一孕育智慧生命的港湾吗?”
该项目会找到它寻找的东西吗?参与的科学家认为这机会渺茫,但我们必须尝试才知道。
霍金说:“它们可能存在,也可能不存在。但像开普勒任务这样的近期实验改变了游戏规则。我们现在知道有无数的世界,有机分子如此普遍,生命在那里似乎很有可能存在,但智慧是一个巨大的未知数。生命在地球上进化只用了5亿年,但从最早的细胞到多细胞动物花了25亿年,而技术智慧只出现过一次,所以它可能非常罕见。而且当它进化出来时,我们只需要看看镜子就知道,它可能是脆弱的,并且容易自我毁灭。”
Marcy说,如果存在智慧文明,我们不知道它们是离我们10光年还是1000万光年。来自后者的信号需要1000万年才能到达我们。此外,可用于通信的恒星和频道如此之多,以至于天文学家Jill Tarter曾将搜寻地外文明比作从海洋中舀起一杯水来找鱼。不过,至少这杯水正在变大。
Siemion认为,在未来5到10年内,该项目有很小的但合理的几率能够接收到外星信号。“这将是一项不可思议的成就,要么能探测到宇宙中其他地方的先进生命,要么告诉我们人类比我们想象的更稀有和独特。”
“我们的银河系是否有一种‘银河互联网’来在行星系统和航天器之间通信?”
Marcy说,如果搜寻结果是“空手而归”,那么“下一代将不得不做得更好。他们需要使用更灵敏、更大的望远镜,能够探测到更微弱的射电流量。”
这样的望远镜已经出现在地平线上——包括正在澳大利亚建造的平方公里阵列(Square Kilometer Array)。当它于2020年上线时,其灵敏度将是任何其他射电望远镜的50倍。
你也可以参与
“突破聆听”项目一年产生的 데이터量将超过以往任何一次搜寻。所有的数据都将公开,任何有外星探索情结的人都可以对其进行分析,并找到新的分析方法。正在开发的频率扫描软件也将是开源的,这样其他望远镜也可以协助搜寻生命。你也可以通过将你电脑的闲置时间用于分析数据来参与,请访问SETI@home。
米尔纳的团队还提供高达100万美元的奖金,用于征集一篇能够“代表人类,代表我们微小的尘埃,地球”的信息。Marcy说:“我们希望人们提交一条他们认为最能体现我们生活、我们种族、我们的希望与梦想以及我们本性的信息。这将是一个挑战。”
该团队无意将这样的信息广播到外太空,因为他们担心会吸引到可能敌对外星文明。相反,Marcy说:“我们希望鼓励人们思考,人类是一个相当脆弱的物种,生活在一个渺小而脆弱的星球上,而我们最大的使命是照顾我们的星球,照顾好我们自己。”
更新,上午8点:此故事已更新,包含来自新闻发布会的新信息。