E.T. 在竊聽我們的電話嗎?

手機訊號塔會將無線電波洩漏到太空,但對外星人來說,這很難被探測到

A person standing in an open field at dusk, with lights in the sky.

David Wall/Getty Images

您是否曾擔心過神秘力量竊聽您的電話,監聽您的私人對話?嗯,天文學家為您帶來一些好訊息:不會是外星人用他們的耳朵(或者他們進化出的任何聽覺感官器官)來打擾您的私事——除非他們在資助射電天文學家方面做得比我們好得多。 即使那樣,他們也必須真的離得很近才行。

從事 SETI——搜尋地外文明計劃——的科學家們長期以來一直在思考如何探測地球以外的生命。假設存在技術先進的外星人,他們可能試圖與我們交流,或者他們可能只是意外地將無線電能量洩漏到宇宙中。無論哪種方式,我們能接收到他們的訊號嗎? 解決這個問題的一種方法是將問題反過來:我們知道我們向太空廣播了多少能量。 考慮到我們自身的技術水平,我們能探測到來自數光年之外的這種訊號嗎? 如果可以,那麼也許我們也能聽到外星人的聲音。

SETI 科學家們主要將精力集中在無線電波上,因為無線電波很容易產生;任何年輕的技術文明都會很快意識到這一點——畢竟,我們就是這樣做的。 它們可以以很大的功率發射,可以編碼大量資訊,並且可以輕鬆穿過瀰漫在我們本地太空環境中的無數塵埃和氣體雲。 它們是星系間通訊的理想選擇。


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過去已經進行過這種研究; 1978 年發表在《科學》雜誌上的研究考察了我們的電視訊號和軍用雷達,這是我們可以傳送到太空的最強大的傳輸訊號。 當時,射電望遠鏡可以探測到分別遠達 25 光年和 250 光年的輻射。 這是一個包含數十萬顆恆星的空間體積。 自那以後的幾十年裡,隨著我們轉向有線電視和網際網路來播放節目,我們的廣播電視訊號逐漸減弱。 想知道外星人是否像我們一樣喜歡《露西》的日子已經過去了,恐怕。

但是,其他通訊方法正在興起,並且它們可能被證明對外星人來說更有成果,他們正在尋找另一個孤獨的文明來聊天。 SETI 科學家的研究發表在《皇家天文學會月刊》上,研究了其他恆星如何探測到我們的手機使用情況

在不深入太多技術細節的情況下,手機會發出微弱的訊號,可以被附近的訊號塔探測到,訊號塔反過來會發出更強的訊號來發送傳輸。 給定電話公司的覆蓋範圍劃分為稱為蜂窩小區的小區域,每個小區都配備一個或幾個訊號塔,可以接收附近的電話訊號。

單個手機的訊號強度僅為幾分之一瓦,但一個訊號塔發射幾百瓦——大約與一個明亮的燈泡相同。 這不算多,但是有很多訊號塔。 OpenCelliD,一個開放的蜂窩小區位置資料庫,在全球範圍內列出了數千萬個蜂窩小區。 手機傳輸發射的總功率可以用千兆瓦來衡量。

然而,當外星人將射電望遠鏡指向地球時會探測到什麼,這不僅僅取決於所有這些訊號塔的組合訊號強度。 訊號塔發射的方向也很重要。 大多數人類手機使用者都位於地球表面附近,因此訊號塔天線配置為將其訊號平行於地面傳送,像草坪灑水器一樣覆蓋地面。 如果您在地面上靠近訊號塔,您將從它那裡獲得強訊號,但是如果您在訊號塔上方,您最多隻能獲得微弱的訊號。

訊號塔的位置也很重要。 與美國的大量訊號塔相比,太平洋國家/地區的訊號塔非常少。 而且北半球的訊號塔比南半球多,因此我們的外星朋友會根據他們的家鄉恆星在天空中的位置看到不同的訊號。

綜合考慮,科學家們模擬了外星人從圍繞三顆附近恆星執行的假想行星上看到的情況:HD 95735巴納德星半人馬座阿爾法星 A。 所有這些都距離不到九光年,實際上就在我們的銀河系後院,最大限度地提高了任何愛管閒事的外星人的窺探能力。 這些恆星也廣泛分佈在赤緯(天空緯度的度量)中,這意味著這些位置的觀察者將看到從不同方向看地球的樣子。

結論是什麼? 如果外星技術與我們相同——射電望遠鏡與西弗吉尼亞州 100 米格林班克望遠鏡一樣大——那麼我們的整體手機訊號仍然太弱,無法從這三顆恆星中的任何一顆探測到。 下一代平方公里陣列目前正在澳大利亞和南非建造,將更加靈敏,但仍然只有探測來自數萬億公里外的地球傳輸所需的靈敏度的約 1%。

如果外星人與我們有任何相似之處,那麼我們就可以免受竊聽。 然而,從我在機場和其他公共場所度過的時間來看,很多人根本不在乎誰偷聽他們的電話。 我不會說我希望外星人綁架他們,但我是沒這麼說。

如果我們的銀河系鄰居在技術上更先進呢? 探測星際輻射的望遠鏡就像放在雨中的桶:桶越大,收集的水就越多。 從技術上講,建造比我們現在擁有的更大的射電望遠鏡是可行的。 甚至有人認真提議在月球上建造巨大的射電望遠鏡。 這些望遠鏡將比我們今天擁有的望遠鏡靈敏得多,也許能夠接收到來自星際距離的傳輸,例如我們的手機訊號。

因此,外星人仍然有可能竊聽我們的手機對話,前提是他們離得足夠近,在天空的正確部分,並且手頭(或觸手或偽足)的技術比我們現在稍微好一些。 您可以決定最後這句話的哪個部分最牽強,但在任何情況下,這有很多假設。 最不可能的是他們離我們足夠近; 如果他們的家園世界距離我們 1000 光年,他們將需要一個像月球一樣大的望遠鏡才能接收到我們的傳輸。 這是可能的,但需要付出很多努力。

儘管如此,科學家們指出,地面手機訊號塔的數量正在增加,而且我們在無線電輻射方面的亮度每天都在增加。 他們還計劃擴充套件他們的工作,包括更強大的 5G 訊號塔、雷達、衛星服務等等,以更好地瞭解我們向銀河系宣佈我們的存在有多麼響亮。 還要記住,所有這一切都是為了解決我們是否能聽到他們的更相關的問題。 這仍然是一個“可能”,一個模稜兩可且有些令人惱火的結論。 當然,一切都取決於所有問題中最大的問題的答案:他們甚至在那裡嗎?

如果是這樣,E.T.,請致電地球;我們熱切期待您的來電

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