如果一個外星人看上了地球，許多人類技術–從手機塔到熒光燈泡–都可能成為標誌著生命存在的燈塔。我們是兩位從事尋找地外智慧的天文學家–或稱SETI。在我們的研究中，我們試圖描述和探測來自地球以外的技術跡象。這些被稱為技術信號。雖然掃描天空以尋找一些外星奧運會的電視廣播聽起來很簡單，但尋找遙遠的先進文明的跡像是一項比它看起來更細微和困難的任務。

用無線電和激光說”你好

現代科學對地外智慧的搜索始於1959年，當時天文學家朱塞佩-科科尼和菲利普-莫里森表明，來自地球的無線電傳輸可以被星際距離的無線電望遠鏡探測到。同年，弗蘭克-德雷克啟動了第一次SETI搜索，即”奧茲瑪計劃”，他將一台大型射電望遠鏡對準附近兩顆類似太陽的恆星，以觀察是否能探測到來自它們的無線電信號。在1960年發明了激光之後，天文學家們表明，也可以探測到來自遙遠星球的可見光。

一個激光器–就像這裡看到的那個–或無線電波束有意指向地球，將是地外生命的一個強烈信號。資料來源：G. Hüdepohl/ESO

這些探測來自另一個文明的無線電或激光信號的最初的基礎性嘗試，都是在尋找集中的、強大的信號，這些信號可能是故意發送到太陽系的，並且是為了被發現。

鑑於20世紀60年代的技術限制，天文學家沒有認真考慮尋找廣播信號–像地球上的電視和無線電廣播會洩漏到太空。但是一束無線電信號，在其所有的能量都集中在地球上的情況下，可以從更遠的地方探測到，您可以想像一下激光和一個微弱的燈泡之間的區別。

尋找有意發射的無線電和激光信號仍然是當今最流行的SETI策略之一。然而，這種方法假設地外文明想要與其他技術先進的生命溝通。人類很少向太空發送有針對性的信號，一些學者認為，智能物種可能有目的地避免廣播出他們的位置。這種尋找可能沒有人發送的信號的做法被稱為SETI悖論。

這個藝術家的印像圖顯示了平方公里陣列，這是一個目前正在澳大利亞和非洲建造的望遠鏡陣列，其靈敏度足以探測到來自遙遠星球的相當於無線電廣播的信號。來源：SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

洩漏的無線電波

儘管人類並沒有有意識地向宇宙傳輸很多的信號，但今天人們使用的許多技術產生了大量的無線電傳輸，並洩漏到太空中。如果這些信號來自附近的恆星，那麼其中一些信號是可以被探測到的。

世界範圍內的電視塔網絡不斷地向許多方向發射信號，這些信號洩漏到太空中，並能積累成可探測的，儘管相對微弱的無線電信號。有關目前地球上手機信號塔發射的無線電頻率是否可以用今天的望遠鏡探測到的研究正在進行，但是即將到來的平方公里陣列射電望遠鏡將能夠探測到更微弱的無線電信號，其靈敏度是目前射電望遠鏡陣列的50倍。

不過，並不是所有的人為信號都是如此不聚焦的。天文學家和空間機構使用無線電波束與太陽系中的衛星和航天器進行通信。一些研究人員還利用無線電波做雷達來研究小行星。在這兩種情況下，無線電信號都比較集中，指向太空。任何地外文明如果碰巧在這些光束的視線範圍內，都有可能探測到這些清晰的人造信號。

戴森球是一個理論上的巨型基礎設施，它將圍繞一顆恆星，收集其光線作為能源使用。資料來源：Kevin Gill/Flickr

尋找巨型建築

除了找到真正的外星飛船之外，無線電波是科幻電影和書籍中最常見的技術特徵。但它們並不是唯一可能存在的信號。

1960年，天文學家弗里曼-戴森（Freeman Dyson）提出理論，由於恆星是迄今為止任何行星系統中最強大的能量來源，一個技術先進的文明可能會收集相當一部分恆星的光作為能源，而這基本上就是一個巨大的太陽能電池板。許多天文學家稱這些為巨型建築，並且有一些方法可以探測到它們。

在使用捕獲的光線中的能量後，先進社會的技術會將一些能量作為熱量重新釋放出來。天文學家已經表明，這種熱量可以作為來自恆星系統的額外紅外輻射被探測到。

找到巨型基礎設施的另一個可能的方法是測量它對一顆恆星的調光效果。具體來說，圍繞恆星運行的大型人造衛星會周期性地阻擋一些恆星的光線。這將表現為隨著時間的推移，恆星表面亮度的下降。天文學家可以檢測到這種效應，就像今天發現遙遠的行星一樣。

高級文明可能會產生大量的污染，其形式包括化學品、光和熱，這些都可以在遙遠的太空中被探測到。資料來源：NASA/Jay Freidlander

先進文明會有各種形式的污染

天文學家想到的另一個技術特徵是污染。

化學污染物–如地球上的二氧化氮和氯氟烴幾乎都是由人類工業生產的。用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡用來搜索遙遠星球的生物跡象的同樣方法，有可能在系外行星的大氣層中檢測到這些分子。如果天文學家發現一顆行星的大氣層中充滿了只能由技術生產的化學物質，這可能是一個生命的跡象。

最後，來自城市和工業的人造光或熱也可以用大型光學和紅外望遠鏡探測到，就像大量的衛星在行星上運行一樣。但是一個文明需要產生比地球多得多的熱量、光和衛星，才能用人類目前擁有的技術在浩瀚的太空中被探測到。

哪種信號是最好的？

沒有任何一個天文學家發現過被證實的技術信號，所以很難說什麼會是檢測到外星文明的第一個跡象。雖然許多天文學家對什麼可能成為一個好的信號想了很多，但最終，沒有人知道外星技術可能是什麼樣子的，宇宙中又有什麼信號。

一些天文學家支持一種普遍的SETI方法，即在太空中尋找任何目前科學知識無法自然解釋的東西。有些人，像我們一樣，繼續尋找有意和無意的技術信號。底線是，有許多途徑可以探測到遙遠的生命。由於沒有人知道哪種方法有可能首先成功，所以仍有許多令人興奮的工作要做。

作者：

Macy Huston – 賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學博士生

Jason Wright – 賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學教授

本文首發於The Conversation