美國宇航局的凌日系外行星勘測衛星(TESS)正在尋找太陽系外的行星,包括那些可能存在生命的行星。該任務發現的系外行星會周期性地阻擋來自其主恆星的部分光線——這種現象被稱為凌日現象。(來源:NASA/GSFC)
在過去的三十年裡,科學家們已經發現了4000多顆系外行星,而且新發現的系外行星還在不斷湧現。觀察表明,銀河系中的每顆恆星平均擁有一顆以上的行星。
目前我們已經擁有地面和太空觀察能力、人工智慧/機器學習研究和其他的工具,那麼我們是不是即將可以確定可能普遍存在的生命形式?或者甚至可能確認外星智能生命的存在?
2020年會是天體觀察獲得回報的一年嗎?人們還在2020年發現具備「技術特徵」(即先進文明發展的技術指標)的天體嗎?
對此,SETI(搜尋地外文明)的頂級專家為讀者解讀了2020年對尋找地外生命的意義。
速度加快
加州山景城SETI研究所的高級天文學家Seth Shostak說:「2020年會是沃倫·G·哈定(第二十九任美國總統)當選的100周年,但2020年不太可能成為我們發現外星生命的元年。」
Shostak說,在宇宙的其他地方尋找智能生命,主要依靠在附近的恆星系統中尋找窄帶無線電信號或者短暫的雷射閃光,而這些項目可能隨時都會成功。
Seth Shostak說:「這種類型的搜索是以指數形式增長的,而這種特定的增長形式使我們可以對SETI取得成功的時間做出粗略的估計。按弗蘭克·德雷克的說法(除了他的說法之外也沒有其他更好的說法了),銀河系中可能有10000個正在向外發送信號的社會,顯然,我們必須要檢查至少一百萬至一千萬個恆星系統才有可能會遇上一個這樣的社會。這個目標將會在未來20年內實現,但肯定不會在2020年實現。」
完善搜索
但未來這一年仍然有理由讓外星智能生命獵人感到興奮和樂觀。Shostak說,現有的多個項目將在2020年得到擴展或完善。例如,SETI研究所的北加州艾倫望遠鏡陣列將會獲得新的接收器,SETI研究所和加州大學伯克利分校都將會進行新的搜索項目,在宇宙中尋找潛在雷射技術特徵。
Shostak說:「當然了,人算不如天算。1996年,當年最大的科學新聞是聲稱在一塊隕石中發現了火星微生物化石。沒有人能想到會發生這種事情,你不知道下一秒會發生什麼驚喜。」
之前的預測
《與外星文明接觸:我們對外星文明接觸的希望和恐懼》(哥白尼,2007)一書的作者麥可·米肖(Michael Michaud)說:「我對選擇哪一年會首次發現外星生命這種行為表示懷疑,因為之前的預測都已經被證實是錯誤的。」
Michaud說:「我和其他人已經注意到,我們搜索技術和策略正在不斷改進,而這可能會提高成功的機率。」但他指出,SETI的主要關注點仍然是無線電信號。「然而,我們仍然沒有全天候全天空覆蓋所有的頻率。此前其他類型的搜索也有失敗過,比如尋找雷射信號或戴森球體(外星智慧生命的巨型工程項目)的搜索,這些搜索活動通常資金有限,持續時間也不長。」
但系外行星的發現帶來了一種新的可能性,Michaud說:「在某些情況下,天文學家現在已經可以在系外行星大氣中尋找生命存在的化學證據。可以想像,在我們發現技術文明的跡象之前,我們會先發現簡單的生命形式。」
流行的觀點
如果有一天天文學家證實發現了外星智慧生命,他們應該要怎樣宣布這一個發現呢?這已經是一個得到過多種回答的古老問題了。
射電天文學家普遍認為發現的消息會很快洩露出去。Michaud說,如果是這樣的話,科學界和政府當局將不會有太多的時間來制定公共事務戰略。」
米肖說:「依靠先進監控能力的情報機構仍然有可能是第一個發現確鑿證據的機構。人們可能認為政府會有一個應對這類事件的計劃。」
但是,Michaud說他曾代表美國國務院參加國家太空政策的跨部門討論,他自己的經驗表明,由於可能沒有人相信會發現外星生命,這樣的計劃不太可能會制定出來,而且會隨著官員的輪換而被遺忘。
長期項目
「突破攝星計劃」的執行主任皮特·沃登(Pete Worden)說:「對於恢復尋找外星技術痕跡的研究,尤其是增加更多的電磁波譜研究,我感到非常激動,但我認為這些將會是一個長期項目。我估計項目在給定的任何一年裡成功的可能性都很小。但與10年前相比,現在這個可能性要高好幾個數量級。」
「突破攝星計劃」是一個多層面的組織,它的創立旨在重振對外星智能的搜索,這個計劃正在努力解決宇宙中的重大生命問題,那就是人類究竟是不是宇宙中唯一的智慧生命。
沃登說:「突破攝星計劃致力於立即全面披露所有結果。我們將會依靠我們項目的主要研究人員以及他們的國內機構來準備和發布科學報告和公共公告。」
為發現做準備
不過,著名天體生物學學者、獲獎著作《天體生物學、發現與社會影響》(劍橋大學出版社,2018)的作者史蒂文·迪克(Steven Dick)表示,儘管突破攝星計劃正在進行,NASA的衛星凌日調查行星(TESS)也正在進行非常有前景的生物特徵和技術痕跡檢測,但我們沒有理由認為2020年就會有任何發現成果。
迪克說:「在我看來,所有這些因素加在一起,將增加未來十年發現外星智慧生命的機會。不過我要提醒大家的是,在獲得任何結論之前,任何發現背後都將會是一個漫長的過程,都需要進行探測和解讀。從發現的歷史來看,這一點是毋庸置疑的,即使我們認為手頭上有證據的時候也不例外。」
和Shostak一樣,他提到了ALH 84001火星隕石,它在1996年引起了人們對火星上存在古代微生物的熱情和爭論。
「有一件事是肯定的,那就是如果未來確實會有這樣的發現的話,我們會更好地處理社會影響的問題。目前,更多的社會科學和人文學科人才正在參與到天體生物學中來,這是件好事。換句話說,我們正在為發現做準備,因此,我認為雖然明年的搜尋工作正在逐步推進,但在不久的將來發現生命的可能性會越來越大。」
三方賽馬
舊金山非營利組織地外文明通訊(METI)的主席道格拉斯·瓦可克(Douglas Vakoch)說:「宇宙有很多地方可以存在生命。」
他說:「我們即將要發現宇宙的其他地方是否存在生命,而我們有三種方法可以找到外星生命。我們可以把它看作是尋找外星人的三方競賽。」
但會有哪匹馬能在2020年衝過終點線嗎?
Vakoch說,這完全取決於外星生命的普遍程度,以及我們可以用現有技術掃描的目標數量。
新技術
那麼,明年科學家們到底會不會發現外星生命?
Vakoch說:「這完全取決於智慧外星人的數量有多少。如果一千個恆星系統中可以孕育出一個試圖聯繫我們的外星先進文明的話,那麼我們進行首次聯繫的進度就已經落後了,而我們就可能會在2020年發現外星先進文明。」
人們認為,類似於地球細菌的微生物生命可能要比智能外星生命更廣泛地分布在宇宙當中。
但是細菌不會向我們發送無線電信號。Vakoch說:「我們需要開發新的技術,在一定的距離之外發現它們,隨著下一代太空望遠鏡的發射升空,我們將通過觀察那些環繞恆星運行的系外行星的大氣層變化來增加發現生命跡象的機會,這將會為我們在宇宙中尋找簡單生命形式提供數百萬個目標。」
Vakoch說,到2020年底,人們期待已久的NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)將會在幾個月之內發射升空,該望遠鏡將能夠研究系外行星的大氣層,尋找生命的潛在跡象。但Vakoch說,直到歐洲航天局(European Space Agency)的大氣遙感紅外系外行星大調查(或稱ARIEL)於2028年發射升空之後,我們才能通過系外行星大氣的明顯變化獲得外星微生物存在的「確鑿證據」。
不確定性
Vakoch說,現在已經有一些或許可以在太陽系內探測到外星生命的太空飛行器處於計劃階段,「但不要對2020年抱太大希望。不過,如果有一天我們真的在太陽系的其他地方發現了獨立於地球生命的微生物生命的話,那麼我們就會知道其實整個宇宙都充滿了生命。」
當然,人類無法控制宇宙的其他地方是否存在生命。
Vakoch說:「它要麼在那裡,要麼就不在那裡,我們可能無法決定我們是否會在2020年發現外星生命,但如果宇宙確實是存在外星生命的話,我們有巨大的能力來決定我們是否會最終發現它。」
Vakoch總結道:「生活就是充滿了不確定性,如果我們在開始搜索之前就要求結果得到保證,那我們肯定什麼也找不到。但如果我們在不確定是否會成功的情況下,依然願意在未來一年,甚至長期進行尋找,那麼我們肯定會發現至少有一個宇宙文明擁有尋找外星文明的激情和決心,也就是我們自己。」