搜索地外智能：“接触”背后的科学

Cassidy Ward

Thu, July 14, 2022 at 12:38 AM

四分之一世纪多前，美国宇航局旅行者星际信息项目的创意总监著名的天体物理学家和科学传播者卡尔·萨甘（Carl Sagan）和他的妻子安·德鲁扬（Ann Druyan）写了一个关于搜索智能生命的故事。这个故事最初被作为一部电影处理，变成了一部小说，然后最终被罗伯特·泽米吉斯（Robert Zemeckis）导演和一个明星朱迪·福斯特（Jodie在《接触》中，演福斯特的角色艾莉·阿罗威（Ellie Arroway）发现来自另一颗恒星的外星信号并踏上一个物种变化的旅程来与他们面对面。至少这是她的事件的体验。这部电影留下它的结局对解释开放的。

宇宙背后的思想家萨甘和德鲁扬掌舵一个科幻故事意味着它比一些它的银幕同行更接近一点真相，并作为一个有趣的机会来检查我们在宇宙中另外地方持续的生命探索。

搜索地外智能（SETI）

1960年，随对太空的兴趣正在升起，一群科学家来开始思考我们正在把无线电噪声泵出进入太空并好奇了是否我们能够探测到类似的不是来自地球而是来自一个外星文明的信号。他们策划了至少值得探究的，因此他们把位于西弗吉尼亚州格林班克的射电望远镜指向星星并开始了倾听。他们观察了两颗恒星波江座（Epsilon Eridani）和鲸鱼座τ星（Tau Ceti），这两颗恒星距离地球大约11光年。这次搜索没有折腾出任何外星人信号，但它确实启动了更大的搜索地外智能（SETI）项目，人类最有希望的努力之一。它也激发了接触的事件。

随着电影开始，福斯特的艾莉·阿罗威（Ellie Arroway）正为搜索地外智能工作在波多黎各的阿雷西博天文台。阿雷西博是一架真正的望远镜------至少它是过------并且是世界上最大的单孔径望远镜，已有半个多世纪的历史直到它2016年被FAST望远镜取代为止。2020年，被建在一个天然天坑中的望远镜部分坍塌而阿雷西博不再使用。

然而，在它的悲惨死亡之前，除了为美国宇航寻找近地天体它是搜索地外智能（SETI）计划的一部分。也就是说，它相当的没有以就像我们在电影中被描绘的方式方式使用。就像当改编任何东西成电影时一样，即使你正在改编的是现实，做出某些为有利于戏剧或视觉吸引力的让步。

在电影公开放映后不久，阿罗威及其同事失去了资金并转向一个私人捐助者来在位于新墨西哥州的28架射电望远镜的“非常大阵列”（Very Large Array）继续他们的工作。像阿雷西博一样，非常大阵列也是一个真的被使用的位置，至少部分地用于搜索外星智能。私人资助也对生命是真实的，搜索地外智能的大部分活动部分或全部被私人捐助。

落月下的非常大阵列。Photo: Jeff Hellermann, NRAO / AUI / NSF

在电影中，我们看到阿罗威用非常大阵列为外星人信号来扫描天空，表面上她发现了这些信号。在搜索地外智能的自己对这部电影的评论中，他们指出非常大阵列实际上并不是这种工作的理想工具。他们进一步表示，如果你想要搜索外星无线电信号，那么阿罗威和公司第一轮就有过正确的想法。阿雷西博比非常大阵列的望远镜大更大四倍，灵敏度更高。也就是说，他们也承认延伸到遥远距离的射电望远镜图像为电影提供了一个视觉上更有趣的布景。有时候，在好莱坞屏幕上描绘的搜索方法也反映由搜索地外智能在现实生活中在凤凰计划伞下进行的活动。在1995年至2015年期间，搜索地外智能在世界各地使用了几台望远镜，包括新南威尔士州的帕克斯望远镜、绿岸的国家射电天文台和特别指出的阿雷西博天文台。值得一提的是非常大阵列不是该项目的一部分。

凤凰计划不是为杂散信号扫描整个天空，而是战略上将它自己指向大约200光年距离内的大约800颗类似太阳的恒星。据我们所知，他们从未收到过一个复杂的星际航天器的构造图。

德雷克方程

尽管经过数十年致力的搜索，但到目前为止我们还没有找到任何外星智能的确认证据。依靠你的观点，缺乏任何明确的生命迹象是要么完全预料到的要么令人震惊的不可能。量化你属于该频谱的哪一端的一种方法是通过考虑您将插入德雷克方程的值。

恰如其分的，德雷克方程在1961年在西弗吉尼亚州绿岸举行的首届搜索地外智能会议上首次被提出。那个第一次见面是一个可验证的谁是对寻找外星生命感兴趣的科学家。当然，弗兰克·德雷克（Frank Drake）在那里。生物化学家梅尔文·卡尔文（Melvin Calvin）接到一个电话，提醒他在会议期间他获得了诺贝尔奖。卡尔·萨甘（Carl Sagan）有几个其他人。他们的目的是确定搜索外星智能是否是一项值得的努力，德雷克提出了他的方程式作为缩小在一个答案上的可能方法。

该方程观察七个因素，所有这些因素都为N解，N是我们银河系中技术上智能文明的数量。这些因素如下：适合为智能生命的发展的恒星的形成率、有行星的那些恒星的分数、每个系统有一个合适环境的行星数量、生命在其上出现的行星的分数、在其上智能进化的行星的分数、发展我们可以检测到的技术的那些行星的分数， 最后这样一个文明持续存在并创造这些信号的平均时间长度。

德雷克方程。 Photo: University of Rochester/NASA

我们已经获得了在那里合适的恒星数量的一个很好的想法，至少被我们可能识别的生命类型定义。近年来，随着系外行星的发现越来越多，我们已经发展了第二个标准的一个更好的想法，对第三个标准到某种程度上。剩下的四个标准几乎完全是一个猜测的事情，按照你插入的数字，要么暗示银河系充满智能生命，要么它悲惨地空的。

我们甚至没有发现了一个耳语可能暗示后一个结论很可能是真的。或者，可能是我们只在宇宙尺度上已经寻找了一个短时间，宇宙甚至星系是一个非常大的地方。

在任何事件中，如果甚至有一个在那里有其他人等待被发现的机会，对这个会议最初提出的关于这是否值得努力的问题的答案是一个反响的是的。无需数学。

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