突破性聆听和寻找外星智慧生命: BLC-1 信号及其在比邻星的潜在发现
寻找外星智慧生命 (搜寻地外文明) 几十年来一直吸引着人类, 由基本问题驱动: 我们在宇宙中是孤独的吗? 这一探索中最雄心勃勃的项目之一是 突破性聆听, 这是一项突破性的举措，利用先进的射电和光学望远镜来监听来自外星文明的信号. 由企业家尤里·米尔纳 (Yuri Milner) 资助，并得到史蒂芬·霍金 (Stephen Hawking) 等著名科学家的支持, Breakthrough Listen 已成为迄今为止最全面的 SETI 计划, 扫描天空寻找任何外星人通讯的迹象.
最近几年, 突破性聆听因检测到神秘信号而引起了相当大的兴奋, 指定的 BLC-1 (突破性聆听候选者-1). 该信号似乎源自比邻星, 距离太阳最近的恒星, 人们希望它可能是第一个已证实的外星智慧证据 (埃蒂). 尽管该信号最初被认为可能是人造信号, 正在进行的分析引发了科学界对其真实性质的激烈争论.
本文深入探讨突破性聆听计划, 它的方法, BLC-1信号的发现, 以及从比邻星发现人工信号的意义. 它还探讨了寻找外星生命的更广泛影响，以及它对我们理解宇宙的意义.
突破性聆听项目: 寻找外星智慧生命的新时代
突破聆听推出于 2015 作为突破性计划的一部分, 由尤里·米尔纳 (Yuri Milner) 支持的一系列太空探索和 SETI 项目. 初始资金为 $100 百万, 突破性聆听代表了探测地球以外智慧生命迹象的最广泛努力. 该项目的重点是使用一些世界上最强大的望远镜, 包括西弗吉尼亚州的格林班克望远镜, 澳大利亚帕克斯射电望远镜, 以及利克天文台的自动行星探测器, 扫描广阔的空间区域以寻找可能来自人造的信号.
突破聆听的主要目标是识别窄带无线电波或光信号，这些信号可能是先进外星技术的标志. 与自然天体物理现象不同, 通常发射宽带信号, 人造信号可能会集中在一个狭窄的频率范围内，就像我们自己的无线电通信的工作原理一样.
Breakthrough Listen的策略涉及扫描距离地球相对较近的恒星和星系, 尤其是那些在 10 秒差距 (关于 33 光年). 道理很简单: 如果我们银河系附近的其他地方存在智慧生命, 它可能在技术上足够先进来广播我们可以检测到的信号. 这不仅包括搜索连续信号，还包括搜索可能指示通信尝试的瞬态或一次性事件.
BLC-1的发现: 来自比邻星的信号
四月 2019, 突破聆听开始集中观察 半人马座旁边, 一颗红矮星位于大约 4.24 光年之外, 拥有至少两颗系外行星, 其中之一——比邻星b——被认为是一个潜在的宜居世界. 这些观察旨在寻找技术特征, 或人工信号, 来自这些行星上或附近的任何可能的文明.
当研究人员检测到一个似乎是窄带且来自恒星方向的信号时，围绕半人马座的兴奋加剧了. 这个信号, 后来指定为 BLC-1, 是在 4 月和 5 月澳大利亚帕克斯射电望远镜观测的档案数据中发现的 2019. 该信号似乎占据了一个非常窄的频率范围 982 MHz——类似于人们期望从先进技术中获得的信号类型. 而且, 该信号似乎与已知的地面无线电干扰源无关, 例如卫星或人造发射器, 这使它成为进一步研究的诱人候选者.
BLC-1 的主要特性
- 窄带信号: 与通常产生宽带无线电发射的自然宇宙现象不同, BLC-1 的频率极窄, 以围绕 982 兆赫兹. 该特性与人工信号的轮廓一致.
- 多普勒频移: 信号表现出多普勒频移, 由源和观察者的相对运动引起的频率变化. 这种转变与随着行星自转而移动的源发出的信号的预期相符, 例如 Proxima b.
- 持续时间和再现: BLC-1 持续数小时后消失. 后续观察没有再次检测到信号, 引发疑问：这是否是来自人工源的瞬态信号，或者仅仅是由某些未知现象引起的异常.
最初的发现令人兴奋, 因为比邻星是距离地球最近的恒星系统之一，并且拥有一颗可能适合居住的系外行星. BLC-1 可能是来自如此接近的外星文明的信号，这一前景令人兴奋. 然而, 尽管信号具有良好的特性, 科学过程需要谨慎. 下一步是进行严格分析，以确定该信号是否可以明确排除为地面干扰或其他已知来源.
BLC-1 可能是人造的吗? 调查及其挑战
继 BLC-1 的发现之后, Breakthrough Listen 的研究人员开始进行彻底调查，以证实或反驳其人工来源. BLC-1 可能是外星信号的最初假设因其窄带性质以及已知的人为干扰目录中缺乏直接解释而得到支持.
调查阶段
- 地面干扰分析: 第一阶段的分析涉及检查 BLC-1 是否可能是由地面无线电干扰引起的. 地面望远镜不断受到卫星信号的轰炸, 飞机, 和其他人造设备, 其中许多在相似的频率范围内运行. 尽管面临这些挑战, BLC-1 最初与已知的干扰模式不匹配.
- 后续观察: 重新检测信号的努力对于确定其来源至关重要. 进行了一些后续观察, 但没有再次检测到像BLC-1这样的信号, 这导致一些研究人员推测这可能是一次性瞬态信号. 由于无法重现检测结果，因此更难得出明确的结论.
- 信号处理和滤波: 使用先进的算法过滤掉任何潜在的陆地污染源. 虽然没有发现直接的陆地来源, 数据中的微妙伪影引起了人们的担忧，即该信号可能是被忽视的地面源造成的.
尽管最初很乐观, 随着调查的继续, 研究人员开始倾向于这样一种可能性：BLC-1 不是外星信号，而是一种复杂形式的地面干扰. 到晚了 2021, 信号分析揭示的特征强烈表明 BLC-1 可能是由无线电干扰引起的, 可能来自地球来源，模仿了地外信号所预期的一些特征.
BLC-1 的重要性及其更广泛的影响
尽管 BLC-1 很可能是地面干扰的结果, 这一发现是 SETI 领域的里程碑事件, 展示现代 SETI 工作的能力和挑战. 该信号引起的兴奋凸显了科学界和公众愿意参与与地外文明接触的可能性.
BLC-1 的经验教训
- 改进的信号过滤: BLC-1 事件强调需要更复杂的技术来区分真正的地外信号和地面干扰. 这包括开发更先进的算法和扩大多种技术的使用, 地理上分散的望远镜来交叉检查探测结果.
- 公告中的注意事项: 科学界在宣布BLC-1的发现时保持克制, 避免过早宣称存在外星生命. 这种谨慎的方法维护了科学的完整性, 即使公众兴趣激增.
- SETI 在现代科学中的作用: BLC-1 的发现再次证实了 SETI 作为一门科学学科的重要性. 尽管面临挑战, 寻找外星智慧生物仍然是科学界最令人兴奋和最深刻的努力之一. 该领域开发的方法和技术的应用范围超出了 SETI 范围, 包括射电天文学和数据处理方面的进步.
SETI 的未来和突破性聆听
虽然BLC-1最终没有提供外星智慧生命确实的证据, Breakthrough Listen 继续突破 SETI 研究的界限. 该项目广泛的观测能力使其能够扫描数百万颗恒星和星系, 增加检测真实技术签名的可能性.
寻找外星智慧生命是一项长期的努力, 科学家们意识到检测到信号的机会很小，但并非不可能. 数千颗系外行星的发现, 其中一些可能拥有适合生命存在的条件, 进一步证实了银河系某个地方可能存在智慧文明的观点.
Breakthrough Listen还计划扩大其范围, 利用机器学习和人工智能等新技术 (人工智能) 筛选从望远镜收集的大量数据. 这些工具可能有助于识别可能表明外星技术存在的微妙模式或异常现象.
结论: 如果我们真的发现外星生命怎么办?
对外星智慧生命的搜寻是由人类可以提出的最基本问题之一驱动的: 我们在宇宙中是孤独的吗? BLC-1 信号, 虽然可能是地面干扰的结果, 将这个问题带到了科学和公共讨论的前沿. BLC-1 如此令人兴奋的原因是它的可能性, 无论多么遥远, 它可能代表与外星文明的接触.
即使 BLC-1 没有被证明是外星信号, 它强化了继续投资 SETI 研究的必要性. 检测到的每个信号, 分析过的, 并被排除，因为人为干扰使我们离我们可能听到真正非凡的声音的那一天又近了一步——来自另一个智能文明的信号
