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搜寻地外文明计划(SETI)是什么?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-04-13 09:12:20

搜寻地外文明就是研究其他地方是否存在有智慧的地外生命,主要焦点在我们的银河系。这可以通过许多不同的方法实现。科学家们经常监测电磁辐射,以及其他方法,以便发现来自其他星球上先进文明试图传递的信息。20世纪初,随着无线电的发明,人们对这一问题进行了早期的研究。自1980年代以来,国际社会进行了联合努力。全球都在努力探测某些围绕无线电频率的信号。人类的行为已经导致了相当数量的电磁辐射的发射,作为通信的结果,如收音机和电视。许多无线电频率穿过我们的大气层,这导致了射电望远镜试图研究来自宇宙的可能信号。我们通过技术发出的信号很容易被认为是人造的,因为其重复性和窄带宽。如果这是一种典型的使用技术的方法,那么它可以用来发现外星文明。

搜寻地外文明计划(SETI)是什么?

最近,史蒂芬·霍金和尤里·米尔纳(俄罗斯亿万富翁)宣布了他们的“突破聆听计划”。据估计,在专业人士进行了数千小时的研究之后,这个项目需要大约1亿美元的资金。这是迄今为止科学家们做出的最全面的努力。塞伦迪普是SETI研究的另一个例子,由伯克利SETI研究中心在20世纪70年代末建立。该项目利用了其他设备的射电望远镜。相反,它分析来自深空射电望远镜的数据,如阿雷西博305米望远镜和位于格林班克的NRAO 90米望远镜。该项目已经收到了400个可疑信号,但由于缺乏证据,不能将其归咎于外星生命。

在其他地方,中国的500米口径球面望远镜(FAST)旨在帮助科幻文献工作。他们的目标是探测星际通信信号。该项目声称,它能够搜索28光年之外的地方,并随后到达14000颗恒星。该项目包括一个直径500米(1600英尺)的球形碟形望远镜,它远远超过了其他国际上的望远镜,比如相对而言只能探测到18光年左右的阿雷西博305米望远镜。

艾伦望远镜阵列是与SETI研究所和伯克利SETI研究中心的射电天文学实验室合作开发的项目。他们的目标是为SETI研究创建一个专门的射电望远镜阵列。完成后的项目估计至少有350个无线电天线,每个天线6.1米高。有了数千万美元的资金支持,该项目预计将支持通过一种称为“多束”的技术,同时使用许多合成铅笔光束进行观测。这是一种有效的过滤器,用于识别假阳性,以提高准确性。SETI研究所目前使用这个设施进行观察,每天12小时,每周7天。在2007-2015年间,数以亿计的技术信号被识别出来,不幸的是,所有这些信号似乎都来自卫星、地面传输或者没有达到一个小时左右的阈值时间。

这一科学领域由于各种各样的原因严重缺乏资金。这甚至影响了艾伦望远镜阵列,2011年,由于缺乏资金,艾伦望远镜阵列被迫中断8个月。幸运的是,慷慨的捐赠使该设施恢复了工作。这个领域缺乏资金的原因归结为明显缺乏成果。宇宙其他地方存在生命的假设依赖于许多未知的因素,因此这可能使它对政府和科学组织非常没有吸引力,因为其他领域有更明确的目标和客观的方法来解决他们的问题。一个关键的例子是太空旅行,由于该领域的发展过程要简单得多,它很容易获得数十亿美元的资金。

SETI的另一个重要方面是它背后的数学。德雷克方程是一个非常流行的公式,用来估计至少在银河系存在有智慧的外星生命的可能性。1961年,射电天文学家弗兰克·德雷克首次提出了这个问题。然而,这个建议的主要问题是它严重依赖于几个未知变量。我们的估计还只是估计,所以目前还不能证明任何具体的东西。最近的发现在一定程度上促进了我们对这种计算方法的理解。越来越多的公众意识帮助了最近的研究,如在TRAPPIST-1附近发现岩石行星(现在被认为是非常普遍的)和比邻星(比邻星是半人马座阿尔法星系中的一颗恒星)。然而,这些恒星都是红矮星,因此可能太不稳定,无法维持生命。尽管如此,研究仍在进行中,我们有希望对SETI有更好的了解。

搜寻地外文明计划(SETI)是什么?

第一颗被证实的系外行星于1961年被发现,它位于一颗名为飞马座51 b的主序恒星的轨道上。从那以后,科学家们能够跟踪和研究更多的行星。通常情况下,我们可以通过肉眼可见的恒星凌日来识别行星,这可以从地球上识别出可测量的变暗,或者通过检查行星在其母恒星轨道上引起的引力摆动。然而,通过一种更现代的技术,称为“多重验证”,科学家们已经能够发现有多个行星的系统。试图计算银河系中行星的数量是非常困难的,然而,一些统计研究估计,在银河系中,平均每颗恒星有1.6颗行星,而在我们的银河系中,总共有1600亿颗行星。

美国国家航空航天局开普勒望远镜研究的最新证据表明,每六颗恒星中就有一颗在其轨道上有地球大小的行星,可能支持生命的存在。从2009年到2013年,开普勒天文台在天鹅座发现了数千颗系外行星。他们在2014年的研究表明,一些超级地球或稍大一些的行星可能适合居住(被认为适合居住的行星是那些在行星表面能够维持液态水的行星)。

即使我们可能有一个行星和多少的理解可能会有为了找出现在居住的行星是我们需要考虑的几个因素,如大气内容和距离恒星上的许多其他人很难量化。然而,根据我们所掌握的信息,即使在我们自己的太阳系里,火星和木星的卫星欧罗巴在过去也可能存在生命。所以当我们研究宜居行星时,我们有一定程度的信息来考虑什么。

德雷克方程中的其他变量也需要考虑,因为许多潜在的修正已经被提出。首先,我们必须明白,这个等式的目的是给潜在的星际文明交流的可能性赋予价值。如果N很低,我们就不想在SETI上花太多时间,但如果N很高,我们就有充分的理由去发现我们是不是孤独的。德雷克方程不是不可变的,它的值可以改变。有些参数也可能是不可测量的,比如“fc”,所以其他参数提供了潜在的改变也就不足为奇了。

许多科学家和天文学家声称,这个等式过于保守,因为它需要外星文明从类似的行星上衍生出来,并且有类似的进化史,这样才能发展智能生命。它也指行星的一些变量,但根据最近的研究我们知道,卫星还可以保留甚至湖泊和海洋,因此很可能不应该b注意区分它们,而是包括一些卫星可能以同样的方式被认为是适宜居住的行星。虽然这可以归结为语义,并改变为“可居住的世界”,但这将极大地改变相关变量的数学方面。

此外,这个公式并没有考虑到这样一个文明的行为,例如,如果一个人选择离开它的家园,要么是为了殖民,要么是为了逃离某些东西。如果这是可能的,那么无论智能生命产卵的可能性如何,智能生命都可能广泛存在。人们甚至会把重点放在能够超越一种文明甚至取代一种文明的技术上(由于延长、潜在的自我维持和无限的寿命)。生源说:在行星系统中,微生物通过承载生命的物体的碰撞在空间中自然扩散的过程。

德雷克自己也指出,如果这些场景是可能的,那么它们可以被纳入“fl”。如果太空外星文明普遍存在,那么“fl”和“fc”将会非常大。德雷克指出,而不是深思熟虑的太空旅行可能罕见甚至在十分之一光速旅行需要数百万倍的能量围绕另一颗恒星,而他们可以创建殖民地建立出一个他们自己的系统的材料可以收集从附近的天然卫星和小行星。关于生源说,德雷克说,通过无线电传输克隆这类生物所需的数据会更有效。然而,重要的是要考虑可能的龙点认为外星文明也有类似的技术或甚至遇到发现我们在地球上而另一个文明也有可能有一个完全不同的技术交流的历史和发展完全不同的方法,如此抽象,以至于我们甚至无法理解,因为每个文明的历史都不可避免地存在差异。

等式的数学结构也提出了一些问题,正如意大利数学家克劳迪奥·麦康所断言的那样。单个项可能不适用于变量,而是一个范围。建议用概率分布来代替这些项。尽管看起来只不过是过度的技术改进是重要的,因为它可以为我们提供一系列值n .许多科学家表示,因为有这样一个缺乏特异性的解决方案,没有多少可以学的公式没有这些特殊的变化。

同样重要的是要承认,地球上的生命已经存在了大约45亿年,复杂的生命已经存在了4亿年,人类处于工业阶段只在过去300年发生在一个138亿年的宇宙中。因此,生活已经有很多机会发展和支持一个智能文明然而引人注目的缺乏证据,如果有的话,建议我们第一个这样的文明或过滤器,用于限制的寿命很大智慧文明先进文明的可能性大大减少。

为了更好地了解SETI,科学家们经常用逻辑解释来解释为什么我们似乎找不到任何外星人。这个领域的大多数人都接受的一个流行观点是费米悖论。由美籍意大利物理学家埃里克·费米创造。尽管缺乏外星文明存在的证据,这个悖论试图解释为什么我们无法找到任何有智慧的外星生命。简而言之,如果有智慧生命存在的话,我们很可能会在某种程度上看到它的证据,但到目前为止还没有发现。因此,由于宇宙的时间跨度很大,某些东西应该已经发展出来了。答案是,有一个巨大的过滤器阻止生命进入高级阶段。

对费米悖论提出的答案可以分为几个具体的类别。这样一个过滤器可能就是生命本身的开端。一些人提出,一旦生命在气候变化、核战争等方面发展到一定程度,它最终可能会自我毁灭。然而,每一个文明都不可能永远存在。理论物理学家亚历山大·别列辛提出了“先入后出”的解释。因此,如果我们成为第一个有能力进行太空旅行的人,我们可能会通过不断扩张摧毁其他潜在的文明。然而,由于宇宙的浩瀚,生命在远离我们的地方发展而不受我们干扰的可能性要大得多。其他的解决方案包括:外星人还没有和我们联系;正在交流,但我们不知道如何倾听,没有交流的愿望,或没有足够的时间到达我们,由于光速的限制。这些建议的最大问题在于,宇宙是几十亿岁所以即使一个智能文明存在数百万年前,想交流星系应该充满Bracewell冯诺依曼探针(假设设备与通信)的表达目的。

总之,我相信生命可能确实存在。只是不在我们附近,甚至可能不在银河系。我不完全同意任何科幻解决方案,比如超级文明为了研究我们而维持我们,或者人工智能正在猎杀生命并接管宇宙。然而,我可能倾向于不那么悲观的观点。尽管缺乏证据,但无论如何,它们在技术上都是同样有效的解决方案,可以证明我们是第一个文明,或者伟大的过滤器是生命的开端。然而,我确实发现假设的逻辑论证比数学方面更有说服力,因为所有的变量我们都不知道。
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