人類一直希望找到外星人,也采用了很多尋找方法,但時至今日仍然沒有發現外星人的蹤跡。
讓我們換個角度來思考:外星人可以發現地球人嗎?他們會用什么辦法從浩瀚無垠的宇宙中找到地球呢?
修立鵬 中國天文學會會員、天津市科普作家協會理事、天文科普專家
應用廣泛的徑向速度法
發明這種方法的科學家獲得了 2019年的諾貝爾物理學獎,他們就是來自日內瓦大學的米歇爾 ·麥耶和迪迪埃·奎洛茲。
早在1995年,科學家就利用徑向速度法發現了行星飛馬座51b,這是人類發現的第一顆系外行星(即太陽系外的行星)。那什么是徑向速度法呢?
原來,任何兩個有質量的物體都存在相互的引力作用,天體也不例外。地球在引力作用下圍繞太陽公轉,與此同時,地球也對太陽施加了引力。雖然這個引力較之太陽施加給地球的力量“微不足道”,但仍舊能讓太陽的運行軌道微微顫動。
太陽是發光的,太陽光會傳送到外星球。假如太陽在地球引力影響下朝著外星文明方向移動,外星人會發現觀測到的太陽光的波長變短了,這種現象叫“藍移”;反之,外星人會發現太陽光的波長變長了,這種現象叫“紅移”。外星人如果發現太陽有周期性的紅移和藍移現象,就可以推測太陽在進行有周期性的運動,進而推斷太陽附近可能有行星存在。
徑向速度法比凌日法復雜一些,但應用范圍更廣。
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宇宙中有多少顆星星?
天文學家估計,宇宙中至少有2萬億個星系,每個星系包含的恒星數量在1000億到4000億之間,因此總計恒星數量在2000萬億億顆左右,行星的數量更多,目前無法計數。
凌日法發現遙遠行星
假設在距離太陽系 100光年外有外星人,他們在觀察太陽時,發現太陽的亮度時不時地會下降一下,雖然幅度小到只能通過高精度的儀器才能識別,但這個行為是周期性出現的。這樣一來,外星人就可以推斷,有一顆行星圍繞著恒星公轉。
這種尋找遙遠行星的辦法叫作“凌日法”,也是人類天文學家最常用的方法。采用這種方法不僅能發現遙遠的行星,還能根據亮度變化計算出行星的一些基本信息,比如行星的軌道數據、大氣情況等,進而可以推測這顆行星上有沒有生命。
1999年,人們首次采用凌日法發現了系外行星,迄今已經用這種方法發現了大量的系外行星。其中不乏像開普勒22b、開普勒452b這樣的行星,它們與自己的恒星距離不遠不近,具備適于生存的條件。
宇宙中的巨大透鏡
如果你仔細觀察過望遠鏡,會發現放大鏡的鏡片是凸透鏡,也就是中央較厚、邊緣較薄的透鏡。
宇宙中存在著巨大的透鏡,這就是引力透鏡。所謂引力透鏡現象,簡單說,就是大質量的天體會使光線發生彎曲,作用就像透鏡一樣。這種現象來自愛因斯坦的廣義相對論,觀測者會看到經過巨大質量天體的光線會像經過了透鏡一樣發生偏折,形成了一個或多個新的像,而且偏折過后的亮度還會有所增加。科學家在1979年觀測到了第一個引力透鏡現象。
人類天文學家利用太陽或者其他恒星作為引力透鏡,發現了很多顆系外行星。
如果外星人也掌握了引力透鏡原理,想必也能發現很多行星,說不定地球就在其觀測范圍之內。
旅行者 1號送去人類信息
能夠直接獲得外星人的信息,當然是最好的了。人類就曾經向外星派出了很多探測器,其中有幾個比較著名的探測器。
先驅者10號和11號:它們分別于1972年和1973年發射,各自攜帶著一塊鍍金鋁板,上面描繪了有關人類的一些信息。
旅行者1號:1977年發射,它是目前距離地球最遠的人造物體,距離太陽已經超過243億千米,截至2024年4月,仍然在向地球發送信息。
假如外星人發現了旅行者1號的鍍金銅質唱片,他們能從中得到:
▲55種人類語言錄制的問候語,其中有4種中國語言(普通話、閩南語、粵語、吳語)。問候語包括時任聯合國秘書長庫爾特·瓦爾德海姆的問候。
▲一段長90分鐘的聲樂集錦,包括地球自然界的各種聲音以及27首世界名曲,其中有中國古曲《流水》。
▲115幅影像,包括太陽系各行星的圖片、人類圖像及說明等。
唱片封套上的一塊高純度的鈾238,外星人可根據其半衰期(4.468 × 109年)推算出探測器的發射日期。
主動 SETI向外星人“ 打招呼”
你也許聽說過SETI,這是一項利用全球聯網的計算機(并非家用計算機)共同搜尋地外文明的科學實驗計劃, 全稱是Search for Extra-TerrestrialIntelligence,也就是搜尋地外文明計劃。這項計劃于1960年正式開啟。
與SETI對應的,就是主動SETI了。它指的是向選定的目標恒星主動發射無線電信號,希望能收到外星人的回應。這種方法也叫METI(Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence,意為給地外文明送信)。
1974年,天文學家弗蘭克·德雷克利用阿雷西博射電望遠鏡,向距離我們25000光年的球狀星團M13發射了一段信息,向外星人“打招呼”,這段信息又叫阿雷西博信息(Arecibo message),包含1679個二進制信號,被解碼后會呈現上圖(原圖為黑白的,為便于理解,上圖加了顏色)。