也許外星人一直在打雙閃，只是我們看錯(cuò)了方向？

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原作：Andy Tomaswick

翻譯：李思綺

美編：趙書晨

后臺(tái)：李子琦

原文鏈接：https://www.universetoday.com/articles/are-we-missing-alien-lighthouses

歐洲南方天文臺(tái)（ESO）四激光導(dǎo)星設(shè)施發(fā)出的明亮光柱。

圖源：ESO/P. Horálek

迄今為止，尋找地外文明（SETI）一直聚焦于一種特定的信號(hào)：人類當(dāng)前自身的最頂尖技術(shù)所能產(chǎn)生的信號(hào)。但有沒有可能這種方法本身就是錯(cuò)誤的呢？如果一個(gè)注重資源利用的文明覺得向宇宙發(fā)射高能飛秒激光脈沖太浪費(fèi)了呢？一篇由Dániel Apai,、Chia-Lung Lin和Kevin Wagner發(fā)表于arXiv的預(yù)印論文認(rèn)為實(shí)際情況也許就是如此，因此我們應(yīng)該轉(zhuǎn)向?qū)ふ议L(zhǎng)持續(xù)時(shí)間脈沖的星際信標(biāo)。

星際通信，譬如一個(gè)先進(jìn)文明在不同恒星殖民地之間的溝通，深受資源和時(shí)間的限制。在論文中，作者們做了一個(gè)簡(jiǎn)單的假設(shè)：一個(gè)試圖發(fā)送星際信息的外星文明同時(shí)希望降低成本。老實(shí)說(shuō)，在SETI社群中這一觀點(diǎn)存疑，因?yàn)橐恍┤苏J(rèn)為“成本”是一個(gè)人類基于人類生存環(huán)境所創(chuàng)造出來(lái)的相對(duì)概念，而外星文明可能根本沒有這個(gè)顧慮。

不管如何，這個(gè)信號(hào)必須是“可探測(cè)”的，所以它必須是一個(gè)趨近于連續(xù)發(fā)射的信號(hào)，這就構(gòu)成了維持星際通信網(wǎng)絡(luò)中最大的成本。目前，人類能發(fā)射的激光最多只能維持一飛秒，不能長(zhǎng)時(shí)間保持內(nèi)比附近的恒星更亮的強(qiáng)度。但是這種激光的系統(tǒng)極其復(fù)雜，所以也十分昂貴。論文的作者們認(rèn)為外星人不會(huì)使用這樣?jì)少F的系統(tǒng)進(jìn)行星際通信。

相反，他們會(huì)使用更加堅(jiān)固耐用、可大規(guī)模生產(chǎn)的激光發(fā)射器發(fā)射更長(zhǎng)的脈沖。作者們想象這些外星激光呈現(xiàn)微秒到毫秒量級(jí)，以便在數(shù)光年的距離內(nèi)保持合理的數(shù)據(jù)傳輸速率。但是，這種傳輸技術(shù)存在一個(gè)主要瓶頸：來(lái)自本地恒星的干擾。

這幾乎是不可能的：從一個(gè)恒星周圍分辨出環(huán)繞它的外星人為的慢脈沖信標(biāo)。所以，作者們覺得外星文明可能會(huì)將這樣的“燈塔”放置在某種星際軌道上，至少在母星系的最外圍。這樣它的信號(hào)就不需要與恒星本身發(fā)出的光競(jìng)爭(zhēng)。

關(guān)鍵在于，我們?nèi)祟惸壳暗奶煳挠^測(cè)對(duì)于這種激光信號(hào)幾乎是失明的狀態(tài)。傳統(tǒng)的光學(xué)SETI聚焦于單個(gè)恒星，尋找納秒級(jí)的光爆。任何遠(yuǎn)離母星或者頻率更低的廣播信號(hào)會(huì)被現(xiàn)有的SETI觀測(cè)完全忽略，除了旨在監(jiān)測(cè)大片天空，尋找納秒到秒量級(jí)的光學(xué)瞬變信號(hào)的Pulsed All-sky Near-infrared Optical SETI (PANOSETI)。不過(guò)文章的作者們認(rèn)為PANOSETI的分辨率太低，無(wú)法捕捉到他們所尋找的“宇宙信號(hào)塔”。

為了彌補(bǔ)這一盲點(diǎn)，作者們提出了"宇宙燈塔計(jì)劃"，運(yùn)用三項(xiàng)技術(shù)來(lái)分析我們的的恒星近鄰是否存在此類信標(biāo)：現(xiàn)成的GPU處理海量圖片以捕捉微秒級(jí)脈沖（雖然實(shí)際拿到這些供應(yīng)受限的芯片可能有點(diǎn)困難），qCMOS探測(cè)器用來(lái)提高大規(guī)模巡天的對(duì)比度和分辨率，最后，可大規(guī)模生產(chǎn)的折衍混合透鏡在大視場(chǎng)上改善圖像質(zhì)量。

綜合以上的技術(shù)，作者們計(jì)算得出，一個(gè)普通的1m望遠(yuǎn)鏡可以捕捉到約65光年內(nèi)100兆瓦、10微秒脈沖的激光。雖然這個(gè)看起來(lái)像一個(gè)大到離譜的激光，但實(shí)際上這只是我們對(duì)于星際通信功率的預(yù)期的最底端。這個(gè)65光年的范圍涵蓋了大約3000顆恒星，足以讓我們對(duì)最近的恒星近鄰進(jìn)行一次非常詳細(xì)的SETI研究。

如果真的有一個(gè)宇宙燈塔在黑暗中打著“雙閃”，那這個(gè)計(jì)劃可能是我們發(fā)現(xiàn)它的最佳機(jī)會(huì)。但到目前為止，它僅僅只是一個(gè)提議，并沒有明確的方案或者資金路徑。不過(guò)，鑒于其相對(duì)便宜的報(bào)價(jià)，它也不是沒有可能被某一個(gè)對(duì)SETI感興趣的慈善家發(fā)現(xiàn)。也許施密特天文臺(tái)系統(tǒng)還有空間再容納一架望遠(yuǎn)鏡。

責(zé)任編輯：張雨荷

牧夫新媒體編輯部

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雙峰火山上空的巴納德環(huán)

圖源：Gonzalo Laserna Vargas

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