簡介：戴森雖然逝世，但其外星巨型結構的思想將永存。
弗裡曼 戴森尋找外星人的想法早已經融入文化之中。
一名藝術家對「戴森球體」的解釋，一個用來包裹恆星開採恆星能的人造天體。(圖源: Vedexent/wiki/CC-BY-2.5)
戴森雖已離去,但其著名的尋找外星人想法也許將長存下去。戴森，著名量子物理學家，於2月28日逝世,享年96歲。在2003年採訪中，他回憶到他最先是怎樣提出「戴森球體」理論的，這種理論可能會暴露先進外星文明的存在。1960年在《科學》雜誌上發表的《人工恆星紅外輻射源的搜尋》論文中提出這一理論。戴森在論文中寫到,科學家開始用射電望遠鏡搜尋外星文明跡象。這種無線電是用來搜尋外星人的一種巨大介質,但前提要外星人樂意交流。如果外星人保持沉默,你需要用紅熱傳感器尋找它們從太空中排放出的廢熱量。
「不幸的是,我在評論最後補充說,我們正在尋找人造生物圈」 2003年,戴森在一個45分鐘的採訪中說道，該採訪視頻可見於 YouTube's MeaningofLife。tv channel）。他設想的是一個從遠處看可能是偽裝成塵埃的衛星雲物體,他又說道,他的這個選詞卻燃起了偶然的經典傳奇。科幻作家運用這個理論想像生物雲圈成一個球體—它一定是個巨大的圓球。除此之外,還產生了一些怪誕的奇想,最終體現在電影《星際迷航》裡。
2000年3月22日在紐約聯合國教堂中心的物理學家弗裡曼 戴森 (圖片:喬恩·納索/紐約每日新聞檔案-蓋蒂拍攝)
戴森的一個女兒送給他一盒錄像帶是關於1987年《星際旅行:下一代》也叫《遺物》,戴森說道。這個劇情是在著名的聯邦星艦企業號上聽到一個痛苦的呼叫之後展開的。該片的影迷回憶到這部劇是《星際迷航：原初系列》的續集,該劇中由詹姆斯·杜漢出演蒙哥馬利·斯科特也叫斯科提的角色。艦隊人員在太空中搜尋呼叫的源頭，並發現了包圍著恆星的巨大戴森球體（描繪成了固態球形物體）。根據「星際迷航」阿爾法記憶粉絲網站的說法,如果我們要在自己的太陽系建立這樣的球體,它就要足夠大,大到能夠延伸到像金星的軌道一樣(該劇解釋戴森球體有地球軌道三分之二大,而金星的軌道更大一些。)「我看過這部片子,是的,它非常明確地標記為戴森球體; 觀看時很有趣,但這純粹是胡說八道,」戴森在採訪中說道。他還說「戴森球體」是一種誤稱,因為他最初有這靈感是來源於科幻作家奧拉夫 斯特普爾頓於20世紀30年代在小說《造星者》中提出的構想。
通過包裹恆星開採恆星能的人造天體, 先進文明也許能創造出來(圖源:卡爾 卡特,藝術家信息圖)
《遺物》向我們展現出當前對戴森球體理論的普遍流行理解,它設想出一種包裹恆星以儘可能地攝取恆星能量的巨型結構。因此, 能夠想像到在2015年科學家宣稱一顆恆星呈現異樣變化,其亮度變化波動不明顯時人們有多震驚。觀測團隊提出多種猜想,其中就包括這也許是現實世界中戴森球體的實踐。
恆星（名為KIC8462852）雖然是一個不顯眼的物體,但比太陽更熱更亮,在宇宙術語中它離我們不遠, 該星位於天鵝座，距離地球大約有1480光年。研究者用能一次觀測恆星數十年尋找系外星的任務設計獲取到了該恆星異常的光線波動。克卜勒太空望遠鏡傳回的數據顯示出該恆星亮度在幾天或一周內亮度一次驟降22%。實際上,它不是由天文學家首先發現的,而是公民科學家通過星系動物園網站上眾包星際獵人項目檢查克卜勒工作時檢測出的。
2015年由（前美國耶魯大學和現路易斯安那州立大學）天體物理學家特貝莎·柏亞金領導的研究團隊首次無法解釋比如塵埃等自然現象的變暗變亮。這個團隊在《皇家天文學會月報》上發表的論文迅速引起巨大反響,稱這顆恆星俗稱為塔比之星(Tabby's star)，發現之後官方名為博亞吉安之星（Boyajian's star）。她向太空站透露出戴森球體的想法歸功於她的一名同事,而不是她。這篇論文最好的一個結果是它推動了天文學家和其他探尋外星文明的研究員之間更多的合作,她在採訪中補充道:「我們仰望同一片天,追尋同一個目標,但我們沒有很好地融入一起。我們不參加同一場會議,甚至我們不讀同一篇的文章。」
另一個對公眾的積極影響是柏亞金的團隊有時間關注艾倫望遠鏡陣列(ATA), 一個由搜尋地外智慧生命研究所（SETI）操作的北加州42個廣播電臺的網絡。大多數望遠鏡的觀測時間是有限的,因此,團隊需要就他們計劃怎麼利用這段時間編寫提議。這些提議需要由同行的其他天文學家進行複查,以此決定誰可以在預定的時間段內使用望遠鏡。柏亞金和同事寫了一頁提議,該提議一開始就遭到拒絕。
但他們收到一封邀請涵關於可以隨意使用艾倫望遠鏡陣列「因為這有益於公眾,」她說道。這額外使用望遠鏡的時間幫助柏亞金團隊有了短暫的休息。2017年,當這望遠鏡瞄準它時,這顆恆星多次變暗又變亮,正如她的團隊2018年在《天體物理學雜誌快報》上發表的一篇論文中所討論的那樣。「這真的太令人激動了,因為我們能夠實時觀察到這一點並觸發其他觀測結果，從而真正研究這顆恆星前方發生的事情,」柏亞金回憶著。她又說道,其結果是我們得到了「完整的數據量」,因為他們檢測出了在不同顏色光線下恆星的亮度。
柏亞金說當研究團隊發現與紅光相比藍光受到阻礙更多, 這就提出了這個阻礙物不是固體而是像一個完美的科幻戴森球體。「你能想像到如果在光源前面有一些固體,它將完全阻礙所有的光,」柏亞金解釋。
到2019年,部分天文學家支持某些解釋比如成群的彗星或者成團的塵埃雲導致了這顆恆星的怪異行為,但柏亞金認為這顆恆星值得更多地研究。(事實上,她正在寫一些關於KIC8462852恆星的新論文。)「我們仍需要對它做出一個自然解釋,」她說道,「通常情況下,當有塵埃圍繞恆星時,會有超量的紅外線,這就意味著在紅外線中有更長的光波發光,但我們完全沒看到。」「在這些觀察之上,」她繼續說,「我們關於這顆恆星有另一個非常奇怪的問題, 那就是它不僅在短期內亮度下降,而且它這種長期變化可以追溯到一個世紀以前。之前它比現在亮20%以上。這一切都太混亂了。」
一部分人堅持戴森球體假設,柏亞金說,這就引出了另一個觀點：也許該結構隨著時間推移會改變光的模式。她又補充道，在他們研究團隊找到另一顆類似的恆星作對比分析之前,恆星KIC8462852也許一直是個謎。
「大自然遠比我們更具創造力,」她說,也許美國航天局NASA的凌日系外行星勘測衛星（TESS）可以在其研究的天空區域之一中提取信號,只要該信號是在300天內產生的。克卜勒,相比之下,觀測同一個區域四年,包括其中兩年恆星KIC8462852在突然變暗之間處於休眠狀態。凌日系外行星勘測衛星（TESS）每27天在天空中不同的區域旋轉,並且約一年一次從南到北切換半球視角(反之亦然)。它的部分視域在旋轉過程中相互重疊,從而允許一小塊區域可以一次研究幾個月。
來自歐洲的蓋亞飛行計劃發出的「啊哈」信號的可能性更小。這個飛行計劃監測著十億顆恆星運行和亮度變化的特性。柏亞金說自從蓋亞持續在天空不同的位置運轉後,它便不能長期監測—意思是如果它發現一些有趣的現象,那麼任何觀測都將是短暫的,並且它還要對另一個任務進行跟蹤。
在國際對她的發現正值激動之時,她收到了一封來自戴森熟人的信讓她跟一位非常著名的物理學家聯繫,當時戴森91歲。她發了郵件給戴森,簡短地說明了她的工作,以及科學家怎樣努力解釋恆星KIC 8462852的行為。令她高興的是,戴森在十五分鐘之後就回復並祝賀了她。
「這是天體動物園中一種新型生物,它將變得很重要,」柏亞金讀了一部分戴森回復她的郵件。他把她團隊的發現與19世紀70年代美國帆船座(Vela)衛星發現的伽馬射線爆發進行了比較,設計這些衛星主要是為了檢測核試驗。戴森在郵件中寫到伽馬射線爆發發現背後團隊中的一個成員向他透露了這個發現,並稱這些研究人員「猶豫是否要公布這個發現」因為「這爆發似乎是在挑戰物理學定律。」(僅一會兒,伽馬射線爆發產生的能量跟太陽在其百億年壽命中產生的一樣多。)戴森鼓勵他們向公眾展示目前的發現,並相信隨著時間變化將會湧現其他解釋。因此出版社需要先行一步,並會擦出數十年內數種競爭性解釋的火花。
一代人之後,1991年美國宇航局的康普頓伽馬射線天文臺發射升空，發現每天平均一次爆炸，該爆炸是從空中散發出的。康普頓發現這些爆發成兩種特點—壽命更長和壽命更短—直到2005年才確定這兩種來源。壽命長的爆發來自於非常激烈的超新星爆發就是熟知的超巨新星。壽命短的爆發產生在兩個殘餘恆星(稱為中子星)相互碰撞形成黑洞時,或者黑洞吞噬中星子時。
（當兩顆中子星合併時，發生伽瑪射線爆發。圖源：搜狐）
「這是一封可愛的郵件」柏亞金談到戴森的話時說。他的理論仍然與天文學相關,她補充說, 科學家一直在試圖解決一個問題,為什麼我們還沒有發現智慧外星人,在巨大的宇宙之中加上地球人致力於數十年的搜索。柏亞金說:「即使我們已經找了數十顆,數百顆,甚至成千上萬顆行星的無數處地方,但仍然沒有發現智慧生命拿著擴音器向我們尖叫說「我們在這裡」的信號。」
作者: Elizabeth Howell - Live Science Contributor
FY: 火星小瘋七
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