2018年春季的一天,天體物理學教授 Jason Wright 給他的學生們佈置了一項艱鉅的任務:在一個學期內,為搜尋地外文明 (SETI) 做出實質性的、新穎的貢獻。這類研究通常是博士論文的專屬,是多年辛勤勞動和曲折經歷的結晶。但 Wright 要求他在賓夕法尼亞州立大學(該校有史以來第一個 SETI 研究生課程)課堂上的學生進行這項工作,因為這似乎是可行的:就像 19 世紀的博物學家可以簡單地在熱帶地區跋涉並發現新物種一樣,新興的 SETI 科學家仍然有很多唾手可得(但很誘人)的成果可以採摘。儘管 SETI 已經存在了大約 60 年,但它仍然是一個規模很小且不成熟的學術領域,其研究主要在象牙塔之外進行。賓夕法尼亞州立大學希望改變這兩種狀況。
最初的課程是一項實驗,但現在已列入學校的官方課程目錄,代表著該大學在推動 SETI 研究方面邁出的第一小步。巨大的飛躍將是賓夕法尼亞州立大學地外文明研究中心(Penn State Extraterrestrial Intelligence Center),簡稱 PSETI 中心 的成立:這是一個旨在資助研究、舉辦會議、教育學生以及培養下一代(以及下下一代)尋找太空外星人的科學家 的正式學術中心。如果一切順利,Wright 計劃在 7 月舉行的首屆賓夕法尼亞州立大學 SETI 研討會上為 PSETI 中心揭幕。
偶然進入 SETI 領域
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續講述關於發現和塑造我們當今世界的想法的具有影響力的故事。
掌舵這艘尚未建成的“船”的是 Wright,他是一位和藹可親、口齒伶俐的人,直到最近,他主要研究系外行星,而不是潛在地外生物的跡象。他進入 SETI 研究領域是一個巧合,是過去和現在的一次碰撞,就像任何碰撞一樣,這讓他朝著新的方向發展。2012 年,他參加了托萊多大學 (University of Toledo) 的 Michael Cushing 關於 Y 型矮星的講座,Y 型矮星是比人體有時還要冷的小型類恆星球體。它們隱藏在廣域紅外巡天探測器 (WISE) 的資料中。“他發現了一兩個物體,它們的溫度和太空中的室溫差不多,”Wright 說,聽起來仍然感到驚訝。
這些物體相對較低的溫度讓 Wright 的思緒回到了他的研究生時代,當時一位導師曾建議他使用名為 2MASS 的巡天資料尋找 戴森球——這是一種假想的外星工程專案,旨在捕獲恆星的能量並輻射熱量。Wright 最終沒有繼續這個專案,因為 2MASS 只能探測到發熱的戴森球,而這種球體熱得不切實際。實際上,這些結構如果存在,其溫度可能更接近室溫——就像 Wright 在 2012 年的學術研討會上意識到的那樣,像一顆 Y 型矮星;就像 WISE 可以看到的那樣。“就是它了!”他想。“這就是資料集。” 他與賓夕法尼亞州立大學的天文學家 Steinn Sigurdsson 一起,構思了一個名為 G-HAT(或 Glimpsing Heat from Alien Technologies,意為“瞥見來自外星技術的熱量”)的專案。兩人篩選了 WISE 資料,尋找生命跡象。
他們沒有發現任何跡象,但當 Wright 在搜尋時,又一個想法浮現在他的腦海:戴森球也會在可見光望遠鏡中出現——當它們在其恆星前方經過時,它們會阻擋星光。有一天,當他研究這個假設性想法時,一位名叫塔貝莎·博亞吉安 (Tabetha Boyajian) 的天文學家順道拜訪了他的辦公室。她手裡拿著一些關於一顆恆星的奇怪資料,這顆恆星週期性地變暗超過 20%,就好像有什麼東西大的物體在我們和它之間經過——就像戴森球會做的那樣。Wright 命運般地向《大西洋月刊》(Atlantic) 的一位記者提到了這個想法。正如與外星人有關的頭條新聞經常做的那樣,這條新聞迅速走紅。突然之間,一個只做過少量 SETI 研究的人因此而聲名鵲起——或者臭名昭著。
很快,當記者們需要為他們的“我不是說這是外星人,但是……”之類的文章尋求評論時,他們找到了 Wright。他決定接受這種聲名鵲起——在美學和學術上——並使其他人更容易這樣做。Wright 意識到,SETI 的障礙就位於它的起跑線上。自 20 世紀 90 年代以來,資金主要不是來自美國宇航局 (NASA) 等天文學家通常依賴的聯邦機構。沒有培訓計劃。只有七個人獲得了從事 SETI 研究的博士學位。還有一部分原因是人們稱其為愚蠢、浪費、炒作驅動,並且在任何大學的殿堂中都顯得格格不入。因此,當 SETI 研究所前董事會主席 John Gertz 提出成立一個基本上可以告別所有這些問題的學術中心時,Wright 接受了——並堅持了下來。這個想法最終變成了 PSETI 中心。
一項合法的追求
今天的 PSETI 中心擁有 Natalie Batalha(開普勒太空望遠鏡前任務科學家)和 Aleksander Wolszczan(最早共同發現系外行星的人之一)等顧問。他們共同希望將 SETI 發展成為一個成熟的學術領域。天文學家吉爾·塔特 (Jill Tarter) 一生致力於 SETI 研究,但主要不得不在大學和資助機構之外獨立工作,她對該中心可能對研究意味著什麼感到興奮。“我們需要使 SETI 成為一項合法的學術追求,”她說。這樣做也將為其他學科增添光彩。“這是教授更多傳統科學、工程和數學主題的絕佳方式。”
PSETI 中心的首要任務是弄清楚科學家們已經進行了哪些重要的研究。“這就是學術界的一部分工作,”Wright 說。“它使學科規範化,並建立了一個被引用的著作規範和一個共同的知識體系,以便在此基礎上進行構建。而這正是 SETI 一直以來所缺少的。” 儘管存在一些關於射電 SETI 的優秀概述文章,但很少有論文將整個領域整合在一起。“這裡有很多隱藏的瑰寶,”他補充道,“所有這些我偶然發現但無人引用的論文。” 因此,科學家們一直在反覆探索一些相同的想法,而沒有意識到這一點。
作為初步解決方案,第一屆研究生課程的一名學生 Alan Reyes 建立了一個全面的 SETI 研究庫,作為他的期末專案。該課程的其他學生採取了不同的方法:William P. Bowman 和 Caleb Cañas 製作了一個迄今為止已完成的外星訊號搜尋資料庫,該資料庫成為 SETI 研究所可搜尋的“技術特徵”目錄的一部分。Christian Gilbertson 與一個名為“突破聆聽”(Breakthrough Listen) 的耗資 1 億美元的私人資助 SETI 專案合作,使其公共 Python 程式碼真正可供外部人員使用。Sophia Sheikh 設計了一種在不瞭解太多運動的情況下,搜尋因圍繞恆星運動而傾斜的工程訊號的方法。
Sheikh 計劃作為 PSETI 中心成員從事 SETI 博士研究工作。但該中心尚未完全成立:它正在等待大學負責研究的副校長的批准。賓夕法尼亞州立大學埃伯利理學院院長兼 PSETI 中心支持者 Douglas Cavener 對獲得批准充滿信心。“校長已經在我們的顧問委員會中,即使我們還沒有中心,”他說。富有的捐助者已承諾將其約 350 萬美元的遺產捐贈給該中心的捐贈基金。PSETI 中心的資金將支援賓夕法尼亞州立大學的科學家及其專案、外部研究人員的工作、研討會、教授職位和研究生工資。該倡議旨在成為 SETI 的穩定、支援性合作伙伴,就像美國宇航局 (NASA) 和國家科學基金會 (National Science Foundation) 等機構對其他子領域所做的那樣。這對於一項必然漫長的任務(例如在宇宙中搜尋生命)尤其重要。“我們真的致力於長期投入,”Cavener 說。
沒有人知道未來會怎樣——會做出什麼發現,會策劃什麼創新,會剖析什麼訊號。但即使天文學家有一天與外星文明取得聯絡,Wright 也相信 PSETI 中心仍然有用。SETI 這個首字母縮略詞的含義只會改變:“S 只是從 ‘search’(搜尋)變為 ‘study’(研究),”他說。
