外星文明可能通過行星凌日建立「銀河互聯網」與我們聯繫

幾十年前恩里科?費米的名言「他們都在哪裡」？以他的名字命名的悖論（費米悖論）仍然困擾著我們。儘管很多年無數次試圖定位宇宙空間發來的無線電（我們聯繫的）外星信號，SETI是搜尋遙遠星系外星文明的顯著標志，但搜尋外星智慧（SETI）尚未有任何實質性的結果與發現。

一項新的研究表明：外星文明可能正在利用他們的行星凌日來建立一個星際交流系統。圖片版權：NASA / Tim Pyle

但是正如歷史告訴我們：失敗能促進刺激新的有趣的思維和想法。例如在最近發表的一篇論文中，聖安德魯斯大學的鄧肯·霍根博士（Duncan H. Forgan）提出：地外文明可以通過創建各自的「人工行星凌日」為來相互溝通。這種「銀河互聯網」可能是現在高級物種正嘗試向我們發出信號的方式。

Forgan最近網上發布了論文《系外行星凌日作為星際通訊網路的基礎》。在聖·安駐斯大學的物理學和天文學的蘇格蘭大學物理聯盟學校（蘇格蘭歷史最悠久的學府）他除了是一個研究員，他也是系外行星科學的聖安德魯斯中心的成員。

論文首先論述了與星際通信相關關的兩個基本問題：時間和能耗。當涉及到無線電傳輸之類的問題時，在星際距離上傳送相干信息所需的能量是令人望而止步的。激光通信需要更少的能量，但發射激光信號需要非常精確的定位。

因此對於建立星際通信系統，這兩種方法都不是特別可靠。從離人類最近的太陽系中的行星凌日得到了啟示，Forgan認為：在一個恆星的前面過境（即行星凌日）通信基礎問題會得到解決。這其中的原因很大程度上是由於凌日是目前檢測系外行星最流行和最可靠的方法。

通過監測一個亮度周期性變化的恆星，行星或物體的觀察者和恆星之間穿過，天文學家可以確定恆星系統的行星。該方法也可用於確定和周圍的系外行星是否存在大氣及其成分。Forgan論文中表明：因此該方法可作為與其他文明信號交流的手段

銀河系的宜居區域（帶）圖片版權：NASA/Caltech

Forgan認為星系宜居區域帶內（GHz）生活是最有可能發展的，文明物種可能會發現與對方溝通的最好方法是創造人工創建凌日現象。其他的文明也會尋找（尋找系外行星，和我們一樣！），這也將引導或使他們得出一個高級文明存在於另一個恆星系統的結論。

他甚至計算了有關這種傳輸可能進行多久，正如他所說：

「一個20秒差距的路徑信息（GHz的直徑）在光速低於0.06 MYR有一個總的傳播時間。如果我們假設一個相對較短的時間尺度上，該保持在10萬年的過渡區然後共能進行30次對話交流。當然這並不是不能以其他方式繼續交談」

如果這聽起來很熟悉，那是因為早在2015五月KIC 8462852（又名Tabby恆星）天文學家們就注意到這顆恆星在過去幾年裡亮度顯著下降。這種現象的解釋，使一些人認為它可能是在恆星前面經過外星人的巨型結構的結果（產生凌日現象）。

據Forgan說：這種可能性並不遙遠，實際上是與其他先進物種進行交流的較為經濟的手段。他使用圖論估計GHZ內的文明可以在一百萬年內建立一個完全相互聯繫的網路，所有這些文明都在相互溝通（直接或通過中間文明）交流。

KIC 8462852的藝術概念圖，在過去幾年裡亮度發生了不同尋常的變化。圖片版權：NASA，JPL-Caltech

這個網路不僅需少量的能量來傳輸數據，而且任何信號的範圍將僅受這些文明本身的限制。除了節約能源和更大的範圍傳播（假設中間文明能夠傳遞信息）這種方法還有其他優點，一方面是也需要高水平的技術來接管運行外行星的人工凌日。

換言之其他文明在希望加入網路之前，需要達到一定的發展水平。這也是防止任何有可能不幸的「文化污染」，較不發達的文明在他們準備好之前就應了解了外星人的存在。第二：一旦獲得「過境」網路信號也是極可預測的，每個傳輸對應於已知的軌道周期。

話雖如此，Forgan表明這也肯定會有一些缺點。對於初級文明來說，這些信號的周期性將是雙刃劍，因為只有當接收器開始看到傳輸時才能發送信號。而當一個大型建築物可以移動以改變過境（凌日）時間，這在傳輸和接收同步方面造成了問題何困難。

分析的局限性，Forgan還表明研究依靠固定的恆星軌道，眾所周知恆星的軌道隨著時間的推移而變化，恆星在宇宙時間尺度上定期進出GHZ。此外還有一個問題，即這樣一個網路在星系（即球狀星團）中密度較大的區域以及場星群填充區域之間有何不同，分析中也沒有考慮雙星系統或多星系統。

外星人的巨型人工結構能否成為星際交流的關鍵？圖片版權：Gill

此外已知行星軌道隨著時間的推移而改變，這是由於鄰近的行星，伴星，或與恆星的較近軌道造成的擾動。因此行星凌日的可見度在宇宙時間尺度上變化更大，這不算最不重要的，這項研究假設文明的自然壽命約為十億年，而不是基於具體的知識。

然而這些考慮並沒有改變Forgan的總體結論：對於恆星和行星的動態性質的賦予，並假定文明存在只有一百萬年，Forgan認為這種星際網路的建立在數學上仍然可行。除此之外一個文明滅絕之後，其人造物體可能會繼續傳達給其他文明。

Forgan解釋了費米悖論，認為這種溝通需要很長時間才能發現，他在文中總結（大膽加以強調）：

我發現在任何時刻，只有少數文明能正確通過對接進行交流，然而我們應該期望真正的網路是累積的，在任何時候「握手」連接都可以通過電磁信號保證將來的連接。在所有的模擬中，累積的網路將所有文明在一個完整的網路中連接起來。如果文明分享他們網路連接的知識，網路可以在十萬年的時間尺度上完全完成。一旦建立這個網路可以直接或通過中間文明連接任何兩個文明，路徑遠遠小於GHZ的維度。

簡而言之，我們沒有聽到或發現ETI證據的原因可能是時間問題或者可能是我們根本沒有意識到我們正在溝通。雖然這樣的分析是可能猜測的，也可能是一些人為中心的假設，因為它所呈現的可能性，這當然是迷人的。它還為我們提供了一種潛在的尋找地面智能（SETI）的工具，這是我們已經從事的搜尋研究。

這麼多恆星，這麼多行星，這麼多機會予聯繫！圖片版權：ESO / M.Kornmesser

最後，但並不是最重要的，他為費米悖論提供了一個潛在的解決方案，我們可能已經錯過了而根本沒有意識到。對於我們所知道的，觀察到來自「Tabby」星的亮度下降是外星人文明的證據（可能是滅絕的）。當然這裡的關鍵詞是「也許」，因為沒有證據可以證明這一點。

由於系外行星搜尋預計在未來幾年會有所增加，本文提出的可能性也令人振奮。隨著下一代任務的部署，如詹姆斯·韋伯空間望遠鏡和過行星凌日測量衛星（TESS）預計將了解搜尋到更多的星系。

我們會發現更多不明原因的亮度下降的例子嗎？又有誰知道？如果我們找不到自然原因，我們有一個可能的解釋：也許它的鄰居正邀請我們「登錄」！那麼，船長要登錄嗎？

作者：Matt Williams

編譯：中子星，審校：博科園

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！