外星文明能探測到人類嗎?

Mondo 科學 更新 2024-02-01

這張鳥瞰圖顯示了ESO(甚大望遠鏡干涉儀)的VLTI。 它共有八個獨立的可移動望遠鏡,所有這些望遠鏡都可以觀察同乙個物體,增加了干涉儀的角解像度。 信用:ESO

在這個時代,作為乙個人類的迷人之處之一是,我們可以做的不僅僅是對其他生命和其他文明感到好奇。 我們實際上可以尋找它們,儘管我們的搜尋有明顯的侷限性。 但同樣令人著迷的是,我們可以想知道別人是否能看到我們。 優質作者名單 假設所有已經開始探索周圍環境的文明都有興趣尋找其他文明,那麼誰能探測到誰的問題歸結為技術。 它需要先進的技術工具來發現其他文明的技術特徵。 生產其中的大部分也需要技術。 但是,這個等式的兩邊都需要什麼水平的技能呢?

生成技術簽名所需的技術並不複雜。 我們擁有這項技術已有數千年的歷史。 大金字塔就是證明。 但是需要什麼技術才能看到它們呢?從多遠?

在發表在《宇航學雜誌》上的一項新研究中,一位與SETI相關的研究人員提出了乙個問題:“先進的外星文明能看到我們嗎?他的名字叫Z奧斯馬諾夫,他是SETI和相關主題的幾項研究和文章的作者和合著者。

我們考慮了我們的人造結構如何被先進的外星文明看到的問題,“奧斯馬諾夫寫道。 奧斯馬諾夫解釋了宇宙物理定律如何設定探測的極限,以及更先進的文明如何解決這個問題。 根據奧斯馬諾夫的說法,探測器的最大距離約為3000光年,並補充說,“在某些條件下,II型先進的外星社會可能能夠解決這個問題。

奧斯馬諾夫作品的背景是被稱為卡爾達舍夫量表的文明型別分類,這是許多讀者所熟悉的。 這是蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫(Nikolai Kardashev)的著作,描述了三個假想的文明:

I型文明收集、使用和儲存他們星球上的所有能量。

II型文明直接用戴森球或類似的東西消耗恆星的能量。

III型文明可以捕獲整個銀河系中所有可用的能量。

在他的研究中,奧斯馬諾夫忽略了III型文明,而專注於I型和II型文明。 他提出了乙個相對簡單的問題:“我們技術社會的人工製品能否被外星望遠鏡看到並可能探測到?

我們的技術產品包括大型工程專案和衛星。 如果I型或II型文明能看到這些東西,他們就會認出它們是技術產物。 根據Osmanov的說法,ETI探測它們的最佳方法是使用反射光,這意味著具有極高角解像度的高功率光學望遠鏡。

我們正忙於建造具有更大角解像度的更強大的望遠鏡,ETI可能也在研究它。 比我們更先進的ETI遠遠領先於我們。 “在這篇文章中,我們分析了我們對高階外星人的可見性,這取決於他們的技術水平。

奧斯馬諾夫說,ETI將使用干涉測量法來探測我們。 天文干涉測量使用兩個或多個相隔一定距離的獨立望遠鏡來同時觀察同一物體。 來自檢測器的資料被組合和處理。 因此,干涉測量不是用單個望遠鏡的有限角解像度觀察物體,而是構建乙個“虛擬”望遠鏡——乙個望遠鏡陣列——它比任何物理望遠鏡都大得多。

例如,奧斯馬諾夫計算出,乙個外星文明要探測到吉薩大金字塔,這個文明的距離必須不超過3000光年。 由於必須感應光子的數量才能看到金字塔,因此望遠鏡必須非常巨大。 只有干涉儀才能做到這一點。 “很明顯,望遠鏡的直徑應該在幾百萬公里左右,”作者解釋說。

這消滅了1型文明。 “如此巨大的巨型建築只能由II型文明建造,而不是I型外星社會,”奧斯馬諾夫寫道。

但是我們怎麼知道II型或III型ETI是在3000光年範圍內呢?奧斯馬諾夫使用著名的德雷克方程來確定這個數字。 德雷克方程是乙個概率論證,思想家可以用它來試圖理解銀河系中可能有多少個ETI,但當然,沒有絕對的方法來驗證它的答案。 這是乙個思想實驗工具,讓每個人在思考 ETI 問題時都在同一頁面上。

在他的計算中,作者確定了先進文明之間的平均距離。 “作為乙個數量級,我們假設文明均勻分布在銀河系平面上,”奧斯馬諾夫寫道。 銀河系中一定有大約650個ETI,其中乙個足夠近,可以探測到我們從古代世界到中世紀的大型工程專案。 這包括金字塔和其他大型結構。

當ETI探測到我們的現代結構時,數字是不同的,因為沒有足夠的時間讓這些現代結構的反射光傳播到太空中。 必須有更多的ETI才能足夠接近我們的現代結構,包括衛星。 “只有當MW的總數約為10時,他們才能檢測到我們的現代建築6,這是[Karl] Sagan假設的,”奧斯馬諾夫寫道。

當然,我們無法知道是否還有其他ETIS,或者是否有人發現了我們技術的特點。 但這項研究確實為這個問題和思想實驗提供了背景。

除了第一次接觸,我們只有思想實驗。

詳細資訊:zn.奧斯馬諾夫,先進的外星文明能看到我們嗎?,acta astronautica (2023)。doi: 10.1016/j.actaastro.2023.12.054

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