1960 年大約一周的時間裡,射電天文學家弗蘭克·德雷克 (Frank Drake) 認為他可能發現了外星人。
同年 4 月 8 日,他將國家電波天文台的新型 26 公尺望遠鏡對準了波江座 Epsilon,幾分鐘之內,儀器就開始失控。望遠鏡的讀出裝置是一個圖表記錄器,它用筆在紙上畫出輸入訊號的簽名,字跡不規則。連接到望遠鏡的揚聲器發出一串強脈衝——這正是智慧型發送器所期望的傳輸類型。德雷克驚呆了。尋找外星人真的那麼容易嗎?
事實並非如此。幾天后,當望遠鏡再次發現訊號時,指向不同方向的無線電天線也接收到了雜訊。這個訊號一點也不超凡脫俗。它來自地球,就像飛機一樣。
德雷克在他的任期內從未收聽過任何星際廣播觀察兩個月波江座 Epsilon 和另一顆類日恆星鯨魚座 Tau,以及位於西維吉尼亞州的電波望遠鏡(序號:4/30/60)。但搜尋外星智慧生物(SETI)的首次嘗試,引發了越來越多的人們在恆星中尋找智慧生物的努力。現在,隨著天文學的最新發現、新技術和新資金的湧入,SETI 正在復興。

加州大學柏克萊分校 SETI 研究中心主任 Andrew Siemion 表示,在過去幾年中,「這個領域發生了多大的轉變,真的很難誇大」。
更大更好的望遠鏡正在深入探索夜空。複雜的計算工具正在研究關於越來越多的恆星和更廣泛的頻率的海量資料集。世界各地的天文台正在定期進行觀測,作為「突破聆聽」計畫的一部分,該計畫由以色列和俄羅斯億萬富翁尤里·米爾納和朱莉婭·米爾納資助 1 億美元,旨在進行迄今為止最全面的外星人搜索(序號:2015 年 7 月 20 日)。
到目前為止,SETI 科學家除了無線電靜默之外什麼也沒發現。儘管如此,他們並沒有被嚇倒。他們已經搜遍了只有一小部分ET 可能出現的地方(序號:2018 年 9 月 30 日)。 Siemion 表示,SETI 的集體觀測能力將使科學家在這十年中發現外星人的可能性比 2010 年代提高 1000 倍。
他說,這是「SETI 的繁榮時期」。

值得信賴的新聞報導是有代價的。
科學家和記者有著共同的核心信念:透過質疑、觀察和驗證來了解真相。科學新聞報導跨科學學科的重要研究與發現。我們需要您的財務支持來實現這一目標—每一次貢獻都會產生影響。
眼睛看著天空
幾十年來,對智慧外星人的搜尋一直停滯不前在邊緣科學機構的(序號:2019 年 1 月 28 日Breakthrough Listen 的首席研究員 Siemion 表示,許多研究人員認為這是一種「奇怪的、精品化的東西,並不是真正的天文學」。美國聯邦對該領域的短暫資助於 1993 年突然終止,此後「SETI 轉入地下並變得非常孤立」。
但隨著我們對宇宙的理解不斷發展,SETI 的形象正在改變。當德雷克進行觀測時,我們還沒有註意到另一顆恆星周圍的行星。在過去的十年裡,我們發現數千顆系外行星,為地球以外的生命完全可能存在的論點提供了新的證據(序號:2019 年 10 月 4 日)。
今年二月,Breakthrough Listen 發布了有史以來最大的 SETI 觀測資料庫,供天文學界成員進行分析。該資料集由澳洲帕克斯射電望遠鏡、西維吉尼亞州格林班克望遠鏡和加州自動行星探測器收集,其中包括對銀河系盤面及其核心超大質量黑洞周圍區域射電發射的調查。

「對於尋找非常先進的文明,我認為銀河中心非常令人興奮,」西米恩說。在那裡,他推測一些精通技術的外星人可能建造了一個極其強大的無線電發射器,由銀河系的超大質量黑洞充電。
為了尋找使用與我們的無線電設備相當的更簡陋的無線電設備的外星文明,搜索者會尋找附近的恆星。賓州州立大學的天文學家索菲亞·謝赫 (Sofia Sheikh) 在分析突破性聆聽 (Breakthrough Listen) 計畫對 20 顆太陽鄰居恆星的觀測結果時採用的就是這種方法。所有這些恆星相對於地球的位置都可以讓這些恆星周圍的任何外星人看到地球在太陽前面運行——就像TESS 等望遠鏡發現系外行星(序號:2019 年 1 月 8 日)。因此,這些外星人可能能夠偵測到地球的存在,並用訊息瞄準我們的星球。
謝赫和同事們空空如也在他們的尋找中。 「報告無效結果並不有趣,」她在談到她的分析時說道,該分析於 2 月 14 日發佈在 arXiv.org 上並提交給了天體物理學雜誌。但它確實告訴其他天文學家「這個特定的空間已經被搜索過,去其他地方搜索吧,」她說。考慮到外星人可能存在的巨大宇宙空間,檢查每個小恆星鄰域都會有所幫助。
加入「突破聆聽」隊列的新天文台將在未來幾年開始在許多其他地方進行觀測。南非的 MeerKAT 陣列正準備調查附近的 100 萬顆恆星。新墨西哥州的甚大陣列,出現在 1997 年的電影中接觸正在安裝第一台 SETI 儀器,並將於 2021 年開始在其他天文學研究的觀測背景中尋找外星人。
建立更好的過濾器
讓更多的目光專注於天空是 SETI 的關鍵部分。然而,儘管望遠鏡已經累積了海量的數據,但尋找埋藏在其中的針頭的任務仍然存在。而且可能需要多次挑選相同的數據。新的電腦演算法總是可以重新審視舊的觀察結果,以尋找先前分析遺漏的訊號點。
西米恩說,在射電天文學中,「最有趣的發現通常不是在對資料集的第一次、第二次甚至第三次分析中得出的」。例如,來自遙遠星系的短暫而明亮的無線電波閃光(稱為快速電波暴)首先出現在地球上。在重新檢查帕克斯望遠鏡的舊數據時發現(序號:2014 年 7 月 25 日)。
SETI 中長期面臨的挑戰是設計技術,以更好地區分潛在的外星訊號與地球技術的無線電幹擾。 SETI 科學家通常尋求與人類電子產品產生的那種緊密、明確的無線電傳輸。這類訊號很容易與恆星或星係等自然源發出的無線電波區分開來,後者往往會隨著時間的推移而緩慢變化,或在許多頻率上被抹掉。但這意味著科學家必須判斷他們檢測到的任何有希望的訊號是否來自深空或來自附近的手機或衛星。
一種方法是將望遠鏡指向一個目標,例如一顆恆星,然後指向其他地方。當望遠鏡指向兩個方向時出現的任何無線電訊號都可能是人為無線電幹擾。傳統的電腦演算法僅透過比較每次觀測中檢測到的能量來檢測星上和星外觀測之間的變化。但是,如果天空中微弱的外星訊號與地球噪音重疊,基本的能量檢測演算法可能會錯誤地將其所看到的一切視為人為噪音。
一些研究人員希望人工智慧能夠比嚴格的能量檢測演算法更好地檢測星上和星外觀測之間的細微變化。在柏克萊 SETI 研究中心,應用機器學習研究員 Yunfan Gerry Zhang 透過向人工智慧展示來自綠岸望遠鏡的數千個觀察結果,教導人工智慧識別來自人類技術的無線電幹擾。利用其對地球無線電幹擾的了解,人工智慧可以準確識別人為噪音這被混合到星上觀測。
如果這樣的演算法要檢測來自一顆不符合人為噪音資格的恆星的無線電訊號,那麼人工智慧可以為研究人員將該恆星標記為潛在的外星傳輸源。張的團隊在 2018 年 IEEE 全球訊號和資訊處理會議上展示了人工智慧,作為在未來 SETI 調查中發現奇怪現象的工具。
尋找雷射
無線電波是主流 SETI 的焦點,但它並不是發送星際訊息的唯一手段。外星人還可以用納秒雷射脈衝編碼訊息。儘管雷射在1961 年首次被提出作為潛在的星際信標,但大多數SETI 搜尋都跟隨德雷克尋找無線電通訊——部分原因是無線電波能量較低,因此可能是更具成本效益的星際郵件包裝方式。
但這種方法(稱為光學 SETI 或 OSETI)的支持者認為,如果聚焦成窄雷射光束,光纖也可以成為實用的星際信標。快速雷射閃光將被檢測為一束光子同時撞擊望遠鏡,而不是來自背景星光的穩定的入射光子。因此,在雷射脈衝的奈秒持續時間內,它的亮度可能超過周圍的恆星。且沒有已知的天文物理源產生奈秒光學光點。
加州大學聖地牙哥分校的天文物理學家雪萊·賴特 (Shelley Wright) 表示,與無線電 SETI 相比,「光學 SETI 仍處於起步階段」。但如果與天空無線電掃描結合使用,OSETI 的工作可以將搜尋擴展到完全不同的通訊模式。

2019 年 7 月,亞利桑那州惠普爾天文台的 VERITAS 望遠鏡陣列加入了 Breakthrough Listen。這台望遠鏡四重奏的目的是觀察天體物理伽馬射線撞擊地球大氣層時產生的藍色「切倫科夫」光的短暫閃光。但它的快速相機也非常適合尋找外星人的雷射光束。
VERITAS 突破性聆聽工作涉及新的光學恆星觀測和對舊 VERITAS 數據的審查。其中一些分析已經取得了結果,儘管有些令人失望。 2009年至2015年9小時的觀察虎斑之星——由於其奇異的週期性變暗,曾被懷疑在其軌道上存在著一個外星巨型結構(序號:2018 年 1 月 3 日)—沒有發現外星雷射信標,研究人員在報告中報道天文物理學期刊通訊2016年。
Wright 和同事希望透過新設施大幅擴展 OSETI。雖然先前的OSETI 搜索(包括VERITAS)每次只針對特定恆星進行幾分鐘的搜索,但Wright 的團隊已經為四個專用SETI 天文台製定了藍圖,以便對整個可觀測天空中的外星激光脈衝保持持續警惕。
這天文台概念,稱為 PANOSETI,於 2018 年 7 月在德克薩斯州奧斯汀舉行的 SPIE 天文望遠鏡 + 儀器會議上進行了描述。北半球的一對天文台將監視北方的天空,而南半球的第二對天文台將監視南方的天空。
賴特說,兩個不同地點的兩個天文台必須監視天空的同一部分,以確保單一天文台檢測到的任何東西都不是由當地光污染引起的故障或影響——就像一對遠距離的天文台一樣。 - 連動LIGO 探測器進行探測稱為重力波的宇宙漣漪(序號:2016年2月11日)。 「如果沒有輔助站點,沒有人會相信 LIGO,」她說。對於像收到外星人的問候這樣非凡的聲明來說,雙重檢查潛在的檢測絕對是至關重要的