如何利用外星人的卫星来寻找外星人？

　　来源：中科院物理所

　　如果外星人像我们一样痴迷于发射卫星，那么我们很有可能通过他们的卫星发现他们。


一群卫星围绕一颗行星在一颗恒星前面行进。 这可能是未来几个世纪地球所呈现的样子。 或者今天的外星文明所呈现的样子。

　　地球正在通过卫星进行扩张，每次发射火箭都会将地球的一小片质量带入轨道。 如果这种附带的地球工程继续进行，它将重塑我们星球的轮廓，甚至能从遥远的星际上被看到――地球光滑的球体上会呈现明显的凸起。

　　西班牙加纳里亚斯研究所的天体物理学家Hector Socas-Navarro认为，如果我们会一直扩张我们的星球，那么其他文明可能会对他们的星球做同样的事情，产生一个我们用今天望远镜就可能观察到的卫星环。他不久前在美国宇航局的休斯顿技术进程研讨会上就此话题发表了演讲。 长期以来，科学家们一直在猜测只有太阳大小的结构体才可能会暴露掌握高科技的外星人的存在。尽管在理论上很容易发现阻挡一颗遥远恒星的巨型太阳能电池板，但是这种技术如何实现却仍然存在于科幻小说中。 然而，Socas-Navarro提出的思想实验表明，有了比之前更先进的望远镜，研究人员正在更加认真的对待探寻行星水平的结构变化。

　　Socas-Navarro意识到一个全球性项目更应该具有特定的，看得见的效果。想象一个类似地球的世界，但是技术却领先地球好几百年。在这个世界上，外星军队发射了GPS卫星用来帮助导航。外星人的NASA和外星人的谷歌也发射了无数的气象卫星和测绘卫星，以提供整个星球的实时信号。这些卫星中有许多位于特定的地点，例如地球同步轨道和地球静止轨道，它们与地球同步移动，以便它们可以一直监视同一地区。当卫星不停的填充那些特殊的轨道时，我们就会得到一个围绕地球的稀薄圆柱体，当它在它的恒星和一个观察者（比如，我们）之间经过时，会产生一个和没有卫星的球体稍微不同的阴影。当那个阴影扫过地球时，利用行星狩猎卫星，如老当益壮的开普勒卫星和具有新功能的凌星系外行星巡天卫星（TESS），我们就可以看到外星恒星以特定的方式变暗。

　　Socas-Navarro在3月份的《天体物理学杂志》The Astrophysical Journal上发表了初步模拟结果，展示了如果我们在距离大约10光年远的地方观看这样一颗类似地球的行星，现代望远镜观看到的亮度是如何变化的。 他总结说，像我们地球这样稀薄的卫星环太稀疏了，从遥远的行星上几乎看不到，但是开普勒卫星可以发现一个比我们现有的卫星环密集大约10亿倍的卫星环 ――这是一个激进的，但并非不可能的变化，因为如果按照现在发射率继续增长，在200年内，我们地球的卫星密度就会增加10亿倍。

　　很多人已经在研究这些恒星亮度的变化，寻找类似的东西：一颗带有天然环的行星。 “这是一个棘手的过境，一个棘手的阴影，”东京大学的研究生Masataka Aizawa说，他在2017年找到了一个类似土星的行星。他同意密集卫星带所引起的亮度变化看起来应该是独一无二的。 天然卫星环像树轮一样围绕行星的赤道展开，而行星同步轨道形成一个从北到南的“锡罐”形状，而且位于这个轨道的卫星组成的“锡罐”非常薄（目前我们地球的“锡罐”只有450英尺厚，约为137米），这两个不同的几何形状应该投下两个不同的阴影。 但他仍然认为该论文的建议，他称之为“科幻虚构”，是一个长期的目标。 “我看了开普勒数据中几乎所有亮度变化的曲线，并没有发现类似的证据，”他说。

　　Socas-Navarro指出，无论是否存在喜欢发射卫星的外星人，对行星自然卫星和行星环以及行星的人造卫星群不同的亮度变化模式进行更详细的模拟可以给所有的太阳系外行星研究人员提供有用的研究数据。 “我们必须确保我们不会把像外星人这么有趣的东西误认为是自然卫星环或自然卫星，”他说。 “如果你仔细查看的话，它们的亮度变化模式还是有所不同的。”

　　虽然本次技术进程研讨会侧重演讲而非讨论，但Socas-Navarro的想法也引出了关于两个物种之间首次接触意味着什么的比较彻底的结论。 几十年来，我们的无线电接收器和望远镜已经将我们地球潜在的笔友限制在了只能用“不可思议的先进技术”来称呼的“老大哥”文明中。这些外星人基本上都具有操纵恒星的技术，但是最近我们对于这些恒星级别的工程的搜寻结果却不尽如人意。

　　随着人类观察能力的进步，我们能够发现的文明类型在本质上与我们自己的文明类型越来越接近。 Socas-Navarro的卫星环是一个中等先进文明的标志，可能只领先我们几个世纪，而不是几千年。 而且他并不是唯一一个按照这个思路思考的人。 其他人提出可以寻找给行星升温或者降温的轨道镜（译者注：围绕行星运行的镜子，用来反射太阳光），这是我们人类最近讨论的一种可能解决我们自己气候变化的方法。

　　任何关于外星文明的思想实验都必须从我们所知道的唯一的文明开始，与20世纪60年代的技术专家相比，气候变化使现代研究人员对技术如何破坏文明的稳定有了更细致的理解。 “我们正面临着以前没有的全球性问题，比如全球变暖，”Socas-Navarro说，“所以有动力开始各种全球性的项目。”根据我们目前的经验，想知道其他文明是否也面临着类似的挑战 ――并找到了技术解决方案――并不是一个毫不沾边的问题。

　　在过去的七十年里，我们的各种科学仪器已经从能够观察到控制恒星的文明发展到了能观察到仅控制自己星球的文明。 Socas-Navarro预测，在不久的将来，随着天体生物学以及下一代望远镜的发展，我们将走向另一个转折点。 “我们距离过渡并不远，”他周四在休斯敦对由天文学家，考古学家和人类学家组成的跨学科观众说。 “在接下来的几十年里，我们将会在星际距离找到和我们类似的文明，并且我们会和这些文明互为兄弟文明。”

　　由于小弟最容易发现老大哥，这一假设表明，具有相当大的技术差距的物种之间往往会发生接触。 历史上人类文明之间的这种接触对小弟来说并不是很好，但是Socas-Navarro还是发现了一个乐观的潜在原因。

　　基于人类在快速发展方面的经验，研究人员推测，“可持续性过滤器”可能会阻止具有更多暴力倾向的物种达到技术成熟。因为这种物种可能会忽视他们的发展对环境造成的影响，继而引发文明倒退，甚至导致其彻底灭绝。

　　我们目前为寻求与生态系统平衡的努力表明我们可能正在面对这样一个过滤器。 到本世纪末，气候变化有可能使地球大片土地无法居住，这种打击会破坏经济和技术发展。解决气候问题，并为七十亿到一百亿人口提供舒适而可持续的生活方式，需要我们积极管理地球的气候和资源。 如果我们成功解决了气候变化问题，我们就能够继续发射卫星并继续改变我们地球的外形，进而使地球可以被遥远的文明观察到。 按照同样的逻辑，其他高度可见的文明也更有可能成为他们行星有效的管理者。

　　“他们将改变他们的星球，就像园丁将改变他的花园一样，”Socas-Navarro说。

　　在这样一个宇宙中，大多数第一次接触的实例都是在成熟的园丁和那些不会管理自己花园的园丁之间发生的。 人们希望，这种接触的可能结果将是成熟的园丁教授没有经验的园丁如何管理自己的花园，（而不是把对方的花园占为己有）。