新浪科技|科学好故事|外星人造物搜索史

_原题是：人类走向星际文明的产物，戴森球到底是什么东西？

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来源：supercluster
撰文：KEITH COOPER
翻译：叶子

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1950年4月的一个晚上，在加利福尼亚帕洛玛天文台上空的群星中，莫名出现了九个光斑。此前从没有人见过它们，自此之后它们也再未出现过。所以它们究竟是什么呢？
最可能的解释是，它们是“海市蜃楼” ，只是帕洛玛天文台的塞缪尔·奥斯钦望远镜拍摄的底片遭到某种未知污染产生的幻觉而已。但如果我们能排除这是个污染或错误，那就有另一种可能性了：这些转瞬即逝的光源也许是阳光照射到近地球同步轨道上某些金属物体产生的反光。
彼时距第一颗人造卫星——前苏联的“史普尼克一号”上天还有七年。如果这些光芒的确是途径此处的卫星造成的，那它们一定不是人类的手笔。相反，它们也许是我们发现的系外智慧文明的首个证据。
这些转瞬即逝的光斑是由斯德哥尔摩大学的比阿特丽斯·维拉罗尔带领的VASCO（“在一个世纪的观测中消失和出现的光源”的英文首字母）项目中发现的。该项目希望在对过去由帕洛玛等天文台拍摄的夜空感光底片开展详细检查，并将它们与现代拍摄的照片进行比对，寻找不同之处。例如在这段时间里，是否有某些黯淡的恒星被我们忽略掉了、出现了、或者消失了？
如果有这些情况的话，它们可能成为各种天体物理学现象的证据，比如伽马射线暴的余辉、千新星爆发、或者恒星合并时的喷发物。但在如此近的距离上同时发生九起爆炸的概率可谓极低。
VASCO团队并没有忘记，这一项目还有探索外星智慧文明（SETI）的性质。一颗突然消失的恒星有可能是高度发达的外星技术留下的证据，比如某种形式的戴森球、或者由太阳系里某个外星探测器形成的反光。

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布雷斯韦尔探测器
“外星技术可能向宇宙中派遣探测器”的想法并不是什么稀奇古怪的新点子，而是早在1960年便已提出，正是现代SETI开始的同一年。一方面，在科克尼、莫里森和德雷克等人的带领下，射电SETI探索不断在《自然》上发表新的文章，并通过绿岸天文台开展持续探索；而另一方面，斯坦福大学的罗纳德·布雷斯韦尔却另辟蹊径，提出了一个不同的观点：外星人也许会避免利用射电信号交流，而是会通过派遣探测器的形式，在宇宙中开展探索。
这些探测器因此被叫做“布雷斯韦尔探测器” ，多年来，人们针对其类型和功能提出了多种假说，比如冯·诺依曼提出的可自我复制的探测器、以及科幻小说作家弗雷德·萨伯哈根设想的毁灭性武器“狂暴”探测器等等。在如今的我们看来，借助机器航天器探索宇宙是种很自然的做法，毕竟我们已经向其它太阳系行星送去了多个探测器。例如， NASA的的两枚“旅行者号”探测器带着对外星文明的问候，于1977年发射升空，此后朝着太阳系外层的星际空间绝尘而去，虽不知目的地为何处，却一直在向地球传回各种有用的数据。
我们甚至还在讨论发送探测器、开展太阳系之外的行星际项目，比如代达罗斯计划、纳米级的突破摄星“星片”（StarChips）计划等等。既然我们都能这样做，外星人又有何不可呢？
当然，在缺少曲速引擎的情况下，星际旅行只能走“慢车道” 。即便如此，根据突破摄星计划的计算结果，其探测器只需不到25年便可抵达半人马座阿尔法星，速度可达光速的五分之一。不过要想走得更远、对整个银河系开展探索，就得历时成百上千万年了。
但这对我们其实是有利的。外星生命也许比我们早诞生了数十亿年之久，有大把时间探测银河系中的其它文明。也许它们在很久之前便已向地球送来了探测器。这些探测器也许如今还在地球轨道上，有可能依旧完好无损，有可能还能正常运行，或者有可能在很早之前便已停止工作、如今只是一团毫无意义的零件而已。

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SETI新前沿
这种可能性激起了比阿特丽斯·维拉罗尔的兴趣。她与其他科学家一起，正在寻找搜索这些探测器、或探测器残骸的方法。这些东西被称为“非地球人造物” ，简称NTAs 。
“在我看来，寻找非地球人造物最简单的方法就是检查太空时代之前拍摄的感光底片。 ”因为这些底片中的物体不可能是人造卫星（如今在轨的人造卫星已经超过了7900颗），也不可能是这些人造卫星产生的太空垃圾。
【新浪科技|科学好故事|外星人造物搜索史】寻找地外技术制品（简称SETA）便是SETI的最新前沿。该领域的研究人员愈加相信，我们发现的首个外星智慧文明证据将以进入太阳系的外星技术的形式出现。
这一观点得到了伦敦大学学院行星科学中心研究员、以及空客风投公司合伙人路易斯·皮诺的支持。他最初在NASA赞助下、作为一名陨石学科学家得到培训，后在空客风投公司曾与几十家航空初创公司共事，其中多家公司都使用了先进材料，有些材料甚至是在人工智能的帮助下、用高性能分子制成的。例如， IBM公司最近以一个原子一个原子的方式搭建出了一种名叫triangulene的全新致密化合物，该物质由于极不稳定、无法以天然方式形成，但其具备的量子特性可以用于电子产品等高精尖装备的制作。这样的分子如今已研发了成千上万。
受分子研发的爆炸性发展、以及这些分子在航空技术中可能的应用所启发，皮诺开始思考，这些分子是否能为对太阳系中外星技术的探索提供一些线索，找到非地球人造物的可能性也许比探测到外星射电信号的概率大得多。

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以星际尘埃形式到达的碎片
他的搜寻目标并不是完整的系外飞行器，而是专注于寻找亚微米尺度上的技术痕迹，比如上文提到的全新高性能分子。假如某个外星物种的技术发达程度与我们差不多，那它们也许会在自己所属的行星系中开采小行星资源，产生大量由碎屑构成的“云团” ，其中便可能存在发达技术的痕迹。比如在开采太空岩石时、外星金属钻头产生的碎屑。 ” 。
或者，如果某个物种的技术比我们稍微发达一些，它们也许会在银河系中四处散播“可编程物质” 。纳米级设备能够将原始小行星物质转化为可用材料，较大一些的设备则能够对行星系开展研究，或与探测器发现的外星生命进行互动。
皮诺的假说以前苏联从80年代开始的研究为基础。无论是处于休眠状态的的纳米装置、还是外星钻头产生的碎屑，随着时间的流逝，这些细小的外星人造碎屑也许会以星际尘埃的形式漂流到地球附近，降落在月球上、或太阳系中其它没有大气的天体上。也许如今的月壤中就藏有它们的身影。月球或类似天体的表面甚至可能还有外星探测器的残骸，很久之前失去动力之后，便在太空风化作用和微陨石撞击的影响下、逐渐与月壤“搅和”在一起。
受这些可能性启发，皮诺正在研究将这些地外技术的残骸与月球和小行星上天然物质区分开来的方法。
“虽然可能性也许只有万亿分之一，但机器学习和纳米探测技术也许能使这项追踪任务变为可能。 ”皮诺指出， “地球上保存完好的环境也不应当排除在外，例如，对南极荒原上远古微陨石撞击的研究或许也能有意想不到的发现。 ”
的确，每天最多能有100吨微陨石降落在地球上。所以这事还真的说不准。说不定在一次平平无奇的学校实验中，用塑料澡盆和磁铁收集和识别太空尘埃时，我们便能发现很久以前、很久之外的外星技术留下的痕迹。
假设我们真的发现了一些非天然的未知分子，也许可以用放射性同位素法测定它们的制造时间。如果分析表明它们是“人”造的、而且比人类古老，那毋庸置疑，这就是我们发现的首个外星智慧生命存在的证据。
志留纪假说
不过，这里或许还存在另一种可能性：这些物质也许其实来自地球上的文明，只不过并非我们这个文明。
该理论名叫“志留纪假说” ，由罗彻斯特大学天文学家亚当·弗兰克和NASA戈达德太空飞行中心知名气候科学家加文·施密特提出。他们问了自己一个问题：在数亿年前、乃至数十亿年以前，地球上是否存在过另一个智慧物种、一个与智人无关的文明呢？
基于化石记录和生命树，这种假说还是有可能成立的。
这并不代表着他们真的找到了这样一个文明存在的证据。相反，他们的研究表明，假如很久之前真的存在过一个远古文明，其留下的证据也大多在漫长的时光里被侵蚀殆尽了，意味着我们根本无从判断这些文明是否存在过。想想看现代工业社会产生了多少废弃物，从垃圾成山到大气污染，我们在环境中留下的印记不容小觑。然而，人类城市仅占据了地球总面积的1% 。等到自然侵蚀和地壳运动将地表的一切尽数抹去、大气污染彻底消除之后，人类在地质时间尺度上留下的证据便也所剩无几了。
但太空的真空环境可以很好地保存远古文明留下的证据。在2018年发表的一篇论文中，加那利天体物理研究所的赫克托·索卡斯·纳瓦罗描述了“克拉克卫星带”的概念（以科幻小说作家亚瑟·克拉克命名），即位于地球静止轨道或地球同步轨道上的一条卫星环带。索卡斯·纳瓦罗想弄清，我们能否在其它行星周围也探测到类似的“克拉克卫星带” ，作为外星人留下的技术痕迹（他的结论是“可以” 。他的计算显示，卫星带中的物体可以至少保存几万年，甚至数百万年、乃至数十亿年都有可能。
因此，围绕地球旋转的非地球人造物或许也都由来已久。
非地球人造物不一定只会潜藏在地球轨道上，与地球共轨、围绕太阳旋转的小行星也是外星探测器监控地球的理想地点。此外，非地球人造物在太阳系内的可能有一些躲藏地点，比如拉格朗日点、月球近地面等等，这都是观测地球的绝佳位置。皮诺主要考虑的则是可编程纳米探测器，正在寻找能将人造结构与月表天然地质构造区分开的算法。
未解之谜
但本文一开始提到的九个光斑究竟是什么？维拉罗尔的团队利用强大的加那利大型望远镜，在当时拍摄感光底片的同一地点对夜空展开了搜索，但没有证据表明，与这些光斑相关的物体仍然存在于视野之中。如果这些光斑的确与非地球人造物有关，那我们能否对它们的轨道进行计算、找出它们的当前位置呢？
尽管如今已经有了计算轨道的方法、能够预判下一次何时能再观测到它们，这项工作的挑战性依然极大。由于这种现象只观测过到一次，并且距今已有70年之久，预测精度不会比凭空猜测高多少。
但故事还没有结束。如果那九个光斑是真实出现过的观测结果，并且是由太空碎片造成的，那我们在过去的感光底片中应当还能找到其它由太空碎片留下的痕迹，比如几个同时出现、沿直线排布的光斑等等。
但还有几点需要审慎考虑。在上世纪40年代末至50年代初，在新墨西哥州开展的核武器测试产生的放射性尘埃也许会对感光底片造成污染。不过在1949年至1951年间并未开展过官方测试，因此这种说法尚且存疑。
我们还要避免所谓的“火星人脸综合征” ，即心里想着什么、就看到什么，在月球等天体上寻找人造物品时尤其如此。皮诺也意识到了这种风险，不过他强调，同行评审过程应当能有效避免这种情况。
假如我们真的找到了一个非地球人造物，那无疑是项颠覆性的发现。得知外星人曾造访过地球附近，无论那是多久之前，都定将引发轩然大波；得知我们并非宇宙中唯一的存在，更是会令人大为振奋。毫无疑问，到时全球必将开展一场竞赛，争相将外星探测器带回地球、破解其中奥秘。因此国际社会应当考虑提前制定相关协议，避免各国因为外星技术起冲突，就像目前已经有协议规定发现外星射电信号后、我们该怎么做一样。
对VASCO项目的40名成员而言，发现外星文明的好处就要现实乏味多了，因为他们几乎全都是无偿工作，只希望在开展大量研究项目的同时，还能保住研究资金。
也许这九个光斑将永远是个未解之谜。但如果发现它们是货真价实的外星文明证据，很难想象将在社会、政治和经济层面引发怎样的震动。
至于我们的文明准没准备好应对这一切，那就是另一个故事了。

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