地球坐标广播计划即将启动:会招来天使还是恶龙?

地球坐标广播计划即将启动:会招来天使还是恶龙?

银河系可能宜居的行星多达三亿颗,许多人坚信地外生命的存在,因此从未放弃对外星文明的探寻。一些天文学家甚至主动出击,把有关地球的信息发射进茫茫深空,期待遥远彼端的智慧生命能够发现并回应。一项名叫“银河信标”的项目将在近期展开,它计划向银河系广播包括地球坐标在内的系列信息,以便外星文明能够发觉我们的存在。


据悉,该项目全名“A Beacon in the Galaxy: Updated Arecibo Message for Potential FAST and SETI Projects”(银河信标:针对FAST与SETI项目的更新版阿雷西博信息),顾名思义,“银河信标信息”是1974年发射的“阿雷西博信息”的升级版。本次发射内容是以无线电脉冲表示的二进制信息,包含了质数、运算法则等基本数学概念,也展示地球生物的基本化学成分、人类形态、太阳系形貌、地球形貌等信息。最后,研究人员标明了太阳系在银河系内所处的相对位置,称将“这部分信息作为一种邀请,并附上我们在银河系所处的位置”。银河信标信息的图示如下:


BITG消息图示


第1到4页:关于数学概念及二进制信息的若干基本解释

第5页:氢光谱和氢原子自旋翻转跃迁

第6页:地球中的常见的元素

第7页:DNA结构成分

第8页:人类形态和DNA双螺旋

第9页:太阳系中地球位置

第10页:地球表面样貌

第11页:地表形貌及元素介绍

第12页:邀请外星文明以相同频段回复信息

第13页:太阳系在银河系中的相对位置


银河信标项目由美国国家航空航天局(NASA)领衔,计划依靠位于加州SETI研究所的艾伦射电望远镜阵列和“中国天眼”500米口径球面射电望远镜(FAST)来向宇宙发射无线电波。无线电波的发射范围是距离银河系中心2到6个千秒差距的星团,该区域包含数百万个可能的恒星系,但距离地球有一万到两万光年之远。广阔的发射范围虽然提升了找到外星人的几率,但遥远的距离却也意味着无线电波要旅行数万年才能完成往返。


英国也开始了和银河信标类似的计划,不过他们选择了一个离地球近得多的特定目标——40光年外的TRAPPIST-1恒星系。据悉,英国Goonhilly卫星站计划在今年10月4日,向TRAPPIST-1发射信息,内容竟然包括地球所面临的气候危机。项目研究人员表示,发送这些信息并不是指望得到外星人帮助,而是仅仅为了提醒地球上的人们爱护家园。



搜寻地外文明计划SETI


搜寻地外文明计划(Search for Extraterrestrial Intelligence, SETI) 是指利用无线电通讯技术搜寻地外文明信号的计划。它尤其关注收集和分析宇宙中无线电和可见光波段的电磁信号,认为这一波段的信号可能与地外文明有重要联系。SETI项目并非是某一个具体的项目,而是一个统称,指一系列基本原理相同的探测计划。它是人类探寻外星文明历程中最重要的实践。


事实上,人们使用无线电信号寻找外星文明是比较晚近的事。1959年,Nature发表了一篇颇具影响力的论文《寻求星际交流(Searching for Interstellar Communications)》,文章作者朱塞佩·科科尼和菲利普·莫里森认为,对于成熟文明社会,寻求对外沟通是自然而然的,而电磁波是这种星际间沟通的不二之选。


法兰克·德雷克与德雷克方程


随后,康乃尔大学的天文学家法兰克·德雷克提出了著名的德雷克方程 (Drake Equation),被视作是SETI项目的理论基石。德雷克也主持了最早的SETI项目,奥兹玛计划。该计划于1960年进行,他利用绿堤国家射电天文台的直径 25 米的射电望远镜对波江座ε星和鲸鱼座τ星进行了监测,意图搜寻邻近太阳系的生物标志信号,最终一无所获。


事实上,从SETI项目诞生到现在,它几乎没有取得过什么动人心魄的成果。在奥兹玛计划之后,从事SETI研究的科学家们利用其他射电望远镜进行了多次SETI实验,全无收获。唯一一次动人心弦的消息报告于1977年8月16日,该事件被称作"Wow地外信号事件"。研究人员杰里·雷曼利在俄亥俄州立大学射电望远镜监听到一段强烈的窄频信号,这一信号频率正好落在1420MHz 的氢线附近,由于地球上的无线电信号达成了尽量避免在这一频段发射的共识,因此这一段信号不可能来自地球。但是该信号昙花一现后就再无踪影。只留下研究员在纸上圈写下的一个大大的“Wow!”

Wow!事件原始文件


最近一次大型SETI项目是2016年启动的突破聆听计划(The Breakthrough Listen)。该行动由俄罗斯富豪尤里·米尔纳全额出资,由天文学家史蒂芬·霍金主持启动。它打算通过扫描宇宙的方式进行搜寻,历时十年,并将耗费一亿美金,不过眼下看来尚没有任何“突破性”的聆听成果。


在SETI项目失败历程中,另一种想法逐渐成长了起来。他们认为,与其守株待兔,不如主动出击。他们宣称应该将有关地球的特殊信息,有目的性地发射到文明可能存在的区域。这种想法被称为METI (Message to the ExtraTerrestrial Intelligence) ,它成为了SETI的一个重要分支。到目前为止,METI项目中有影响力的实验一共有四次,第一次是1974年美国进行的,同样是由德雷克主持,它向球状星团M13发射了著名的“德雷克信息”,也就是本次“银河信标”的前置版本。第二、三次由俄罗斯主持进行,而最后一次于2003年由美、俄、加三国合作进行。


我国 “中国天眼”建成后,银河信标才能够以前所未有的规模被发射至银河系遥远的彼端。这并不是我国第一次参与到地外文明搜索项目。例如,“嫦娥4号”着陆器就曾利用月背环境的独特优势,尝试在低频射电波段搜寻地外智慧生命。


500米口径球面射电望远镜(FAST)

图源:中国科学院国家天文台



是否在黑暗森林举起火把?


科幻小说《三体》对费米悖论提出了一个饶有意味的解释,那就是所谓的“黑暗森林法则”。小说将宇宙描述为“一座黑暗森林,每个文明都是带枪的猎人,像幽灵般潜行于林间,轻轻拨开挡路的树枝,竭力不让脚步发出一点儿声音,连呼吸都小心翼翼;他必须小心,因为林中到处都有与他一样潜行的猎人。如果他发现了别的生命,能做的只有一件事:开枪消灭之。在这片森林中,他人就是地狱,就是永恒的威胁,任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭”。因此,按照黑暗森林法则,向全宇宙广播自己的坐标,无异于自取灭亡。而“银河信标”信息里附上的地球坐标,也就很难说是一个明智的决定。


其实,关于METI的争议从未停息。反对者认为这种举动几近疯狂,甚至可能给人类文明招致灭顶之灾。最著名的反对者还当属霍金,他警告人们不要主动与外星人联系,称“更高等的文明与更原始的文明相碰撞时,结果往往不利于后者。阅读我们信息的另一文明可能领先我们数十亿年。若是如此,他们将会远比我们强大,我们对他们的价值或许微乎其微”。


早在1974年,德雷克信息发送之后,当年的诺奖得主、射电天文学家马汀·赖尔就发表声明称“外太空的任何生物都有可能是充满恶意而又饥肠辘辘的”,并呼吁颁布国际禁令,限制人们与地外生命建立联系或是传送信号。科幻作家大卫·布林则表示,即便地外生命并不邪恶,METI的做法也可能让人类文明陷入更多危险变数。他写道,“如果高级地外智慧生命是如此大公无私,然而却仍然选择沉默……我们难道不应该考虑以他们为榜样,选择和他们一样的做法?至少稍稍现望一下吧?很有可能,他们沉默是因为他们知道一些我们不知道的事情。”


不过METI的支持者不以为然,他们认为推测外星文明为邪恶,是一种狭隘的偏见。更何况,与地外文明的接触也是不可避免的,因为诸如军方雷达系统之类的设备早就将电磁波“泄露”到了太空中,人类想隐藏也为时已晚。而对于像霍金这样支持SETI,但是反对METI的人,俄罗斯科学家亚历山大·萨特塞夫指出,如果你自己都不愿意发出信号,那么又怎么能期待收听到别人发出的信号呢?他不无尖刻地揶揄道,既然聪明的外星文明都将自己隐藏了起来,那么SETI就应该改成是“Search for Extra-Terrestrial Idiots(搜寻地外白痴)”缩写了。


对于METI的不同意见一直相持不下。学界曾试图对METI出台标准进行意见统一和行为规范。2005 年3月,为了对向宇宙中“发电报”的行为进行风险评估,圣马力诺举行了的第六届宇宙太空和生命探测国际研讨会,会上提出了“圣马力诺标度”的概念。该标度可用以衡量METI行为的风险程度。不过到目前为止,也并没有任何规定禁止圣马力诺标度较高的METI行为。

参考文献:

[1] https://arxiv.org/abs/2203.04288

[2] 林巍, 李一良, 王高鸿,等. 天体生物学研究进展和发展趋势[J]. 科学通报, 2020, 65(5):12.

[3] 穆蕴秋, 江晓原. 科学史上关于寻找地外文明的争论——人类应该在宇宙的黑暗森林中呼喊吗?[J]. 上海交通大学学报:哲学社会科学版, 2008, 16(6):8.