我我敢用一杯咖啡打赌，到2035年，我们将找到外星人存在的证据。对我的许多同事来说，这听起来是个失败的提议。半个多世纪以来，一小群科学家一直在探索地外文明(SETI)。我们什么也没发现。
我天生乐观——作为一名科学家，你必须乐观。但我的希望不是一厢情愿;这完全是基于SETI的逻辑。半个世纪听起来是很长的一段时间，但这一研究确实还处于起步阶段。考虑到SETI目前的努力和能力，我觉得我们正在学习一些真正革命性的东西。
到目前为止，我们的大多数实验都使用了大型无线电天线，试图窃听其他社会传播的无线电信号，朱迪·福斯特(Jodie Foster)在1997年的电影中把这种方法戏剧化了联系．不像其他关于外星人的垃圾文章，联系他对我们如何寻找外星人的描述相当准确。尽管如此，这部电影强化了一个普遍的信念，即SETI的实践者们通过宇宙静态寻找不寻常的模式，比如一串质数。事实更简单:我们一直在寻找窄带信号。“窄带”意味着发射机的大部分功率被压缩到无线电拨号的一小部分，使传输更容易被发现。这类似于激光笔，尽管只有几毫瓦的功率，但由于能量集中在一个狭窄的波长范围内，所以看起来很亮。
现代SETI接收器可以同时检查数千万甚至数亿个频道，每个频道的带宽都只有1赫兹。这种带宽比电视信号窄500万倍，而且缺乏传输信息的能力。但这个想法是首先发现在空中的外星人，然后建造一个更大的仪器来挖掘任何调制。
为了瞄准我们的天线，SETI传统上使用了两种方法。一是尽可能多地扫描天空;另一种方法是瞄准附近的星系。你可能会认为前者有优势，因为它没有假设外星人可能在哪里闲逛。但天空调查的大部分时间都花在观察空旷的空间上。如果你赞同传统的观点，认为外星人很可能居住在行星或卫星上，那么最好把宝贵的望远镜时间用于检查附近的恒星系统。
很难想象外星人会不惜一切代价将两个黑洞撞在一起。
目前一个有针对性的搜索是SETI研究所的红矮星调查，它在艾伦望远镜阵列上进行，该阵列由42个天线组成，位于加州瀑布。我们正在往下看两万颗小恒星的名单，它们是宜居行星的主要候选恒星。这些红润的矮子数量众多，平均年龄也很大。大多数已经存在了数十亿年，这段时间里地球上的生命从微观黏液进化为高科技的人类。天文学家估计，大约有一半的红矮星可能在宜居带有一个岩石世界，那里的温度可以维持液态水的温度。
SETI并不是唯一的外星猎人。在俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳(Yuri Milner)的大笔资金支持下，加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的SETI小组正在租用西弗吉尼亚州的绿班克望远镜(Green Bank Telescope)和澳大利亚悉尼西部羊乡的帕克斯射电望远镜(Parkes Radio Telescope)。他们长达十年的项目，被称为“突破倾听”，也瞄准了单个恒星系统。
虽然这些努力与几十年来所做的工作大致相似，但它们不是你父亲的SETI。数字处理技术的快速发展意味着可以一次性检查更大范围的无线电刻度盘，以艾伦阵列为例，可以同时检查多个恒星系统。该阵列现在可以同时检测3颗恒星，但额外的计算机能力可以将其提高到100多颗。在20年内，SETI实验将能够完成对100万个恒星系统的侦察，这是迄今为止仔细检查的数百倍。从弗兰克·德雷克(Frank Drake)到卡尔·萨根(Carl Sagan)， SETI的实践者们估计，银河系目前拥有1万到几百万个广播协会。如果这些估计是正确的，那么检查100万个恒星系统很可能会有发现。所以，如果SETI的前提是有价值的，我们应该在一代人的时间内找到外星人的广播。这样我就不用请你喝杯咖啡了。
此外，科学家们一直在进行多样化研究。二十年来，一些SETI研究人员使用传统光学望远镜寻找来自恒星的极短的激光闪光。在很多方面，外星人更可能通过脉冲光而不是无线电信号进行交流，这和人们使用光纤上网的原因是一样的:至少在原则上，它每秒发送的比特数是无线电的10万倍。这些所谓的光学SETI实验一直局限于一次观测一个恒星系统。但就像它们的无线电表亲一样，它们将变得更快，因为新技术使它们能够观测更广阔的天空。
物理学家也提出了全新的通信模式，如中微子和引力波。我的一些搜寻地外文明计划的同事已经考虑过这些选择，但我们目前还没有看到它们有什么价值。中微子和引力波天生就很难产生和探测。在自然界中，任何数量的黑洞都是在恒星坍塌或黑洞合并时产生的。发送“你好，地球”这句话所需的总能量是令人生畏的，即使对于一个能够控制银河系资源的文明来说也是如此。
威斯康辛大学(University of Wisconsin)位于南极洲的大型中微子探测器“冰立方”(iceecube)只对高能粒子敏感，而高能粒子恰恰是制造成本最高的粒子。在它运行的所有这些年中，这个仪器已经检测到几十个这样的粒子，尽管它的大小是一立方千米。至于引力波，激光干涉引力波天文台已经能够在黑洞坠落的最后一秒探测到碰撞。很难想象外星人会为了一秒钟的信号而把两个巨大的黑洞撞在一起。
B但是，还有一种完全不同的方法有待详细探索:寻找先进社会的人工制品——工程项目。一些天文学家提出，可能是一个收集能量的戴森球体，这是一个外星巨结构，可以解释虎斑星(官方名称为KIC 8462852)神秘变暗的原因。这是一种严重的可能性，但还没有找到证据支持它。
我们永远无法证明外星人不存在，只能证明他们存在。
也可以想象，外星人可能在数百万或数十亿年前在我们的太阳系留下了时间胶囊，假设我们的星球可能最终进化出一个能够找到他们的物种。地月系统的拉格朗日点——地球、月球和太阳的引力平衡的地方，使得放置在那里的物体会停留在那里——被认为是寻找外星文物的好地方，月球本身也是如此。
另一个想法是，我们应该寻找星际火箭的高能废气。最快的宇宙飞船大概会使用最有效的燃料:物质与反物质的结合。它们破坏性的“燃烧”不仅会使航天器以相当一部分光速穿过太空，还会产生我们可能探测到的伽马射线废气。火箭可以通过在天空中相对快速的运动而从自然伽马射线源中分离出来。
人工制品吸引人的地方在于，找到它们并不需要时间。相反，为了寻找信号，你需要在正确的时间激活你的仪器。如果外星人在恐龙统治时期，或者从现在开始的一亿年后，向我们伸出手来，寻找无线电脉冲、激光闪光或中微子爆发，是没有帮助的。工件没有这样的同步问题。也就是说，寻找藏物有它自己的不利因素。太阳系之外的任何东西都需要非常巨大才能看得见;企业号星船的表亲将很难找到。
SETI不是一个传统的科学问题，在这个问题中假设可以被证伪。我们永远无法证明外星人不存在，只能证明他们存在。但我们的搜索能力随着每一项技术创新而提高。我把这种情况比作1491年。欧洲文明已经存在了大约2500年，而美洲却没有出现在任何地图上。中美洲文明，就其本身而言，已经存在了相当长的时间，但也对海洋上的东西一无所知。随着平塔号上一个水手的一瞥和一声喊叫，一切都改变了。
塞斯·肖斯塔克(Seth Shostak)是SETI研究所的高级天文学家。他担任国际宇航学院SETI永久研究小组主席达十年之久，并主持SETI学院每周长达一小时的科学广播节目“大图景科学”。他是一本天体生物学教科书的合著者《外星猎人的自白:科学家寻找外星智慧生物》。在推特上关注他@SethShostak。
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这文章最初于2016年11月发表在《鹦鹉螺宇宙》上。
