外星人无法探测地球上的生命？是时候送出这份指南了！
在这张从航天飞机哥伦比亚号上拍下的照片中，月光正照进地球的大气层。
摄影：NASA
从大气层中的气体，到宇宙中的卫星，地球发出了太多表明生命迹象存在的信号。
撰文：Michael Greshko
作为宇宙中已知唯一一个有生命存在的星球，地球也许其实就是一块奇怪的石头。但是在离我们太阳系很遥远的地方，生活在与地球相仿的星球绿洲上的其他智慧生物，很有可能此刻正凝视着地球方向，有了我们，他们在宇宙中就不再孤单。
迄今为止，天文学家已经确认了太阳系之外将近4000个星球的存在，其中一些可能拥有了能够维持生命的必要环境。随着科技的进步，我们应该能够对这些星球有更多的了解，知晓它们存在植物，动物，甚至智慧生物文明的可能性。
这就意味着如果有地方真的存在外星人，那么他们就可以很容易地发现我们。
首先，他们需要从遥远的地方发现地球，也许是观察到我们的太阳随着地球引力对它产生的影响而摆动，也许是看到因地球绕轨道转动，被遮挡而暗淡的太阳。九个已知的行星都能够看到地球绕行太阳，就像我们能看到数千个未知星球遮挡住它们的主恒星一样。
一旦被发现，地球很可能就会引起外星人的兴趣。我们的太阳相对稳定，不易于产生能把大气层撕裂成碎片的灾难性耀斑。更重要的是，地球正好处在太阳系中适于生物生存的位置，并且可以储存大量液态水。
试想一番，遥远的星球上的科学家也许也在试图观测我们的大气层，想要看一看生命的规则是否存在于他们的生物天平之上。但是他们真正想要的是什么？他们如何能从相隔如此遥远的地方推测到生命的存在？
生命的迹象其实有关气体
也许你会担心外星人会注意到你的存在，但其实我们如此引人注意已经有二十多亿年之久了。自地球存在丰富的氧气开始，就昭示着这里有生命迹象。
氧气是高活性元素，会迅速地将其它原子和分子据为己有，所以很难发现大量单一的氧气，除非有东西分解了富氧混合物致使其排出大量氧气。在地球上，我们应该感激可以进行光合作用的植物，它们一直是我们慷慨的氧气工厂。
但是光有氧气还不足以让外星人证明我们的存在。“我们也发现了少数无生命存在时能让氧气积聚的方法，”加州大学河滨分校的天体生物学家Stephanie Olson说。“高水平的氧气，或是在达到高水平氧气的过程中，在有些星球其生命的产生可能会受到阻碍。”
除了氧分子之外，外星天文学家也许还会观察我们大气层的氮水平，二氧化碳水平，一氧化二氮水平，以及甲烷水平。只有生命才能使地球保持化学元素平衡，足够让这些气体同时存在。
已知区域？
除了以化学元素作为线索外，其它星球的天文学家还可以使用高倍望远镜进行超远距离的地球表面测绘，这种望远镜甚至可以看到地球上的主要城市地区。
2017年，arXiv网站上发表的一篇文章中，天文学家Svetlana Berdyugina和Jeff Kuhn概述了天文学家如何测绘8光年以外的外星球表面。为了绘制出细致的地图，他们需要一个至少39米宽的望远镜，它可以观察外星星球反射的微弱光芒，随时间而变化的反射光可能表示着星球上不同地势的差别。
这架望远镜叫做外层空间生命发现者，简称ELF，Berdyugina和Kuhn模拟了近处星球上的外星人要如何用望远镜观测地球。模拟结果表示，外星人不仅能测绘出地球上的大洲，还能够看到智慧生物存在的迹象。
“这就像现实版的星际迷航，”Berdyugina说。“我们可以实现对这些星球的造访。”
人工智能
如果地球附近有智慧生物想要发现我们，最直接的方法就是倾听。上个世纪以来，我们就曾通过泄露的无线电广播向宇宙“播放”过人类文明存在的信息，还向宇宙中发送了旅行者号探测器黄金唱片项目（携带了地球信息），以备万一有外星人偶然经过我们的飞船，“黄金唱片”可供他们参考。
不过，距离也是一大问题，除非外星人在离地球590万亿英里的距离之内，否则他们根本无法探测到我们的无线电存在，更不用说“黄金唱片”了。如果智能生命的存在超过这个距离，那么我们最早发出的无线电信号都还没到达他们所在的位置。
南美洲的日落，由国际空间站上的宇航员所见。
摄影：NASA
但在几个世纪的时间里，智慧外星人也许能看到我们的其它科技领域的信号。比如最近在《天体物理学杂志》上发表的一篇研究中，天体物理学家Hector Socas-Navarro说，我们能够通过寻找围绕外星世界运行的人造卫星来寻找智慧生物。这也意味着他们能够用相似方法找到我们。
当前，地球的人造卫星网还没有密集到足以被探测到，不久的将来也不会达到这种密集度。但是我们在宇宙中留下的足迹在成倍增加：如果我们继续以现有的速度来发射卫星，Socas-Navarro在他的研究中表示，附近的外星人如果也有像我们目前拥有的强大望远镜的话，2200年时就能观测到我们的人造卫星了。
转变之风
当然，地球的生命经过无数岁月后有了很大的变化。2018年，《科学的进步》上发表的一篇文章中表示，Olson和她的同事模拟了地球大气是如何随着时间的变化而改变的。也许在30亿年前，外星人就能够通过在早期大气中寻找甲烷和二氧化碳的方法来推测生命迹象了。
“在地球历史中有超过10亿年的时间，外星天文学家有可受到误导，得出地球上没有生命存在的结论，然而事实是那段时间里，地球上的生命都蓬勃在海洋之中，”Olson说。不过如果外星人已经进化得足够高级，那么对他们来说就算是初期的地球也会产生生命迹象的明显线索，来自华盛顿大学的研究合著者Joshua Krissansen-Totton说道。“如果外太空中有什么邪恶势力，那也许早在很久之前就会把地球上的生命给消灭掉。我认为邀请他们来地球和在宇宙中交换记录对我们来说是比较安全的。”
很有可能的事情是，外星人不是宇宙中唯一生命的消息对他们自己来说，也不算是惊天动地的大新闻。今年2月发表在《心理学前沿》上的一篇研究中，研究者们发现，人类会对发现外星生物这种事泰然处之，不排除外星人也会拥有和我们一样态度的可能性。
“人类能够适应强度更高的科学发现，而且不会产生世界观崩塌，”那时神学家Ted Peters如此说。
但是像我们一样，外星人可能也害怕会有怀有敌意的智慧外星人，比如人类，毫无预兆地就来到了他们的家门口。
“当然，”来自亚利桑那州立大学的研究作者Michael Varnum补充道，“正如我们一样，试想如果有一支来者不善的星际舰队出现在木星附近，我们也高兴不起来。”
（译者：追歆）