本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
如果我們真的要(再次)認真地在宇宙中尋找智慧、技術生命的跡象,那麼至關重要的是,我們要對各種選擇進行全面的概述。我並不是說這是一個原創的提議,但我確實認為,我們都傾向於對技術特徵的最新想法感到興奮,而不是評估更廣闊的可能性前景。當然,問題在於,這種前景可能非常非凡,以至於我們的輕信程度被拉伸到讓人想要聳聳肩說“隨便吧”的地步。
潛在的挑戰是,我們是否真的可以用我們人類先驗的知識來對可能性進行排序——這可能完全不合適。我不確定我們是否知道這個問題的答案,而這更是讓更多人思考這個問題的理由。
所以,為了找點樂子,我想把我自己的關於有意和無意技術特徵的想法列表放在一起。這些特徵可能在我們的星系(甚至宇宙)中的任何地方都沒有顯現出來,但有些可能會,也許所有都可能。更重要的是,這個列表並沒有過於深入地陷入關於這些事物背後的思想和動機,或關於它們的能動性的任何警告或假設。
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讓我們從傳統的可能性開始。
低頻電磁輻射:
我們通常稱之為“無線電”。長波長可能對宇宙距離毫無用處,波前會被星際介質嚴重扭曲,但從幾兆赫茲到太赫茲(亞毫米波長)頻段的任何頻率似乎都是公平的遊戲。SETI長期以來一直偏愛1.4到1.7 GHz等頻率,作為宇宙“水坑”,包括羥基和氫的自然發射頻率,以及地球監聽的相對安靜的頻譜範圍。這是一個合乎邏輯的首選,但在我看來,我們實際上不知道這是否真的是最佳的監聽地點。
電磁輻射也可以在其E場和B場的極化中攜帶資訊。在這種情況下,連續載波可能看起來完全無趣,但實際上可能在其極化特性上隨著時間推移而瘋狂地變化。
中頻電磁輻射
紅外線,透過可見光,到紫外線輻射不斷地從宇宙的其餘部分傾瀉到我們身上,並且可以被操縱用於訊號傳輸。光學SETI完全是關於這個範圍,特別是相干的雷射發射。也許是故意的訊號傳輸,也許是星際光帆發射的洩漏,也許是無法理解的實驗或文化表達。
高頻電磁輻射
從軟X射線到硬X射線再到伽馬射線也從宇宙中掃過我們。我們已經非常擅長探測脈衝星甚至活動星系核等明亮源的快速變化。像NICER這樣的實驗已經證明,脈衝星上的X射線資料甚至可以用於一種行星際和星際GPS系統。
但是,對於所有電磁訊號/通訊/洩漏,實際上如何工作有無數種選擇。我們傾向於從點對點資訊交換的概念開始,或者任意廣播以光子形式直接從源到達的資訊。我認為這僅僅是一組選項。
雷射繪畫和蝙蝠訊號
例如,有一個(真的)很大的雷射器?那麼“繪畫”宇宙結構可能是一種研究它們的方式,也是一種廣泛廣播的方式。行星際雷射雷達可以將單頻光照射到整個行星系統中,用散射光子照亮它們。同樣,為什麼不點亮附近的星際氣體和塵埃雲,就像一個巨大的蝙蝠訊號?來自星雲的快速調製的光斑將以一個雷射器的代價吸引來自多個方向的注意力。
雷射信標和凌星相關訊號
如果你知道有人可以看到行星凌星其母恆星,你可以設定在精確的時刻和正確的方向發出訊號。你也可以(正如我的同事David Kipping和Alex Teachey指出的)掩蓋或改變一些外星天文學家將推斷出的關於你的行星的資訊。
鏡子
帶有主動控制裝置的大鏡子(非常大的鏡子)可以很容易地傳送訊號:開/關、部分開/部分關等等。許多較小鏡子的陣列將提供最大的多功能性。無意的訊號可能來自地球化改造(或更普遍的環境改造)或利用當地恆星發電的努力。但是,行星表面或行星際空間中任何反射結構的分佈也可能產生更微妙的影響——技術的“閃光”。
中微子束
在穿過宇宙時基本上不受擾動的可探測物質的最佳形式?很可能是中微子。脈衝中微子束將是傳播資訊的絕佳方式,對其人為起源幾乎沒有歧義。
恆星光球或星際介質中的異常同位素混合物
有意或無意地將人工同位素或元素混合物撒入恆星大氣或星際區域將是一種非常不同的技術特徵。也許在某個地方存在一個外星長久組織,將其資訊印在母恆星上以供後代瞻仰?
恆星活動操縱和恆星種群操縱
恆星上的日冕和色球活動可能會被改變(無意或有意)。磁場相互作用可能是一種實現此目的的機制。對恆星行為的操縱可能產生異常的恆星種群——無論是在元素組成方面還是在偏離預期的主序行為或晚期演化方面。
超相對論粒子
宇宙射線一直到達地球,有些已經傳播了很遠的距離。即使是不穩定的亞原子粒子,從中子到μ子等等,也可以透過相對論時間膨脹來儲存。但是普通的舊原子核也做得很好。以接近光速的速度飛馳,它們可以透過原子序數或到達順序來編碼資料。我們只需要弄清楚如何在它們與地球大氣層碰撞後產生其他粒子陣雨後捕獲它們或追溯它們的原始成分。
旨在在星際介質或行星系統氣體中產生特定光譜特徵的分子
正如天文學家所知,分子越複雜,透過輻射的發射或吸收在星際空間中識別它就越困難。大分子最終會在光譜中產生許多複雜的帶狀結構,因為它們在空間中振動和旋轉。但是,也許可以製造出經過調整的分子結構來產生非常特定的光譜——編碼資訊或只是喊出“人造”。
緻密恆星天體——白矮星和中子星的凌星或掩星
恆星KIC 8462852(也稱為Tabby星,以天文學家Tabetha Boyajian的名字命名)亮度異常變化引發了人們對某種可能人造的複雜結構(外星巨型結構)部分掩食恆星的猜測。到目前為止,對於這個案例來說,這似乎不太可能。如果你想用這種方式傳送故意的訊息,你最好掩食一個較小的物體,在那裡你可以用你的材料支出獲得更多的回報——用更少的材料更容易掩食或部分掩食一顆白矮星(是我們太陽大小的1%或2%)或一顆中子星(幾十公里大小)。
物質傾倒到緻密天體和黑洞吸積系統中
當你可以將少量物質傾倒到中子星等物體上,或傾倒到黑洞周圍的吸積結構中時,為什麼要建造用於星際通訊的大型發電系統呢?僅僅幾公斤物質簡單地傾倒到一顆典型的中子星上,就會釋放出相當於幾百萬噸當量氫彈的能量。正確定時地將質量釋放到這些系統之一中將允許資料傳輸。
炸彈
最大的已引爆氫彈,沙皇炸彈,據估計會泵出相當於約2.1x1017焦耳/秒的亮度(持續一秒鐘的一小部分時間)。我們太陽的亮度穩定在約3.8x1026焦耳/秒。那是亮十億倍。但這實際上還不錯。如今,我們正致力於直接成像系外行星,這些行星在窄帶亮度中大約比其母恆星暗十億倍。因此,在你的行星系統中釋放一連串結構非常大的熱核裝置可能是一種打招呼的方式——儘管時間短暫。
孢子資訊
這根本不是一個新想法,但將包裹在保護膜中的DNA之類的東西運輸是一種傳送資訊的方式,或者只是揭示具有非常外星屬性的生命的存在。這種微觀信使可以透過雷射推進在恆星之間吹送。或者在行星系統形成之前數十億年放置,以便稍後納入。它可能是一個分子資訊,也可能是一段生物程式碼,它會悄悄地進入其他生命並在某種其他方式中使其存在為人所知。儘管它非常具有推測性(並且就科學起源故事而言令人不滿),但有可能在另一個世界播種生命是外星資訊傳遞的終極行為。
人工製品和/或儲存裝置(Fed-Ex選項)
對於我們大多數人來說,如果我們要傳輸大量資料,那麼裝載硬碟並將其空運到世界各地比透過普通網際網路傳送它更有效。跨星際距離的頻寬可能受到同樣的限制。最好將資訊以物質形式打包並將其在恆星之間投擲。物理上跨越10光年傳送PB級資料可能需要100年,但這相當於每年10TB的資料速率或大約每秒317KB。對於60萬億英里的距離來說,吞吐量還不錯。
