星际通信成功有什么后果？
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发布时间：2022-04-19 10:10
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时间：2023-08-26 10:48
几十年前恩里科?费米的名言“他们都在哪里”？以他的名字命名的悖论（费米悖论）仍然困扰着我们。尽管很多年无数次试图定位宇宙空间发来的无线电（我们联系的）外星信号，SETI是搜寻遥远星系外星文明的显著标志，但搜寻外星智慧（SETI）尚未有任何实质性的结果与发现。
一项新的研究表明：外星文明可能正在利用他们的行星凌日来建立一个星际交流系统。图片版权：NASA / Tim Pyle
但是正如历史告诉我们：失败能促进刺激新的有趣的思维和想法。例如在最近发表的一篇论文中，圣安德鲁斯大学的邓肯·霍根博士（Duncan H. Forgan）提出：地外文明可以通过创建各自的“人工行星凌日”为来相互沟通。这种“银河互联网”可能是现在高级物种正尝试向我们发出信号的方式。
Forgan最近网上发布了论文《系外行星凌日作为星际通讯网络的基础》。在圣·安驻斯大学的物理学和天文学的苏格兰大学物理联盟学校（苏格兰历史最悠久的学府）他除了是一个研究员，他也是系外行星科学的圣安德鲁斯中心的成员。
论文首先论述了与星际通信相关关的两个基本问题：时间和能耗。当涉及到无线电传输之类的问题时，在星际距离上传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，但发射激光信号需要非常精确的定位。
因此对于建立星际通信系统，这两种方法都不是特别可靠。从离人类最近的太阳系中的行星凌日得到了启示，Forgan认为：在一个恒星的前面过境（即行星凌日）通信基础问题会得到解决。这其中的原因很大程度上是由于凌日是目前检测系外行星最流行和最可靠的方法。
通过监测一个亮度周期性变化的恒星，行星或物体的观察者和恒星之间穿过，天文学家可以确定恒星系统的行星。该方法也可用于确定和周围的系外行星是否存在大气及其成分。Forgan论文中表明：因此该方法可作为与其他文明信号交流的手段
银河系的宜居区域（带）图片版权：NASA/Caltech
Forgan认为星系宜居区域带内（GHz）生活是最有可能发展的，文明物种可能会发现与对方沟通的最好方法是创造人工创建凌日现象。其他的文明也会寻找（寻找系外行星，和我们一样！），这也将引导或使他们得出一个高级文明存在于另一个恒星系统的结论。
他甚至计算了有关这种传输可能进行多久，正如他所说：
“一个20秒差距的路径信息（GHz的直径）在光速低于0.06 MYR有一个总的传播时间。如果我们假设一个相对较短的时间尺度上，该保持在10万年的过渡区然后共能进行30次对话交流。当然这并不是不能以其他方式继续交谈”
如果这听起来很熟悉，那是因为早在2015五月KIC 8462852（又名Tabby恒星）天文学家们就注意到这颗恒星在过去几年里亮度显著下降。这种现象的解释，使一些人认为它可能是在恒星前面经过外星人的巨型结构的结果（产生凌日现象）。
据Forgan说：这种可能性并不遥远，实际上是与其他先进物种进行交流的较为经济的手段。他使用图论估计GHZ内的文明可以在一百万年内建立一个完全相互联系的网络，所有这些文明都在相互沟通（直接或通过中间文明）交流。
KIC 8462852的艺术概念图，在过去几年里亮度发生了不同寻常的变化。图片版权：NASA，JPL-Caltech
这个网络不仅需少量的能量来传输数据，而且任何信号的范围将仅受这些文明本身的*。除了节约能源和更大的范围传播（假设中间文明能够传递信息）这种方法还有其他优点，一方面是也需要高水平的技术来接管运行外行星的人工凌日。
换言之其他文明在希望加入网络之前，需要达到一定的发展水平。这也是防止任何有可能不幸的“文化污染”，较不发达的文明在他们准备好之前就应了解了外星人的存在。第二：一旦获得“过境”网络信号也是极可预测的，每个传输对应于已知的轨道周期。
话虽如此，Forgan表明这也肯定会有一些缺点。对于初级文明来说，这些信号的周期性将是双刃剑，因为只有当接收器开始看到传输时才能发送信号。而当一个大型建筑物可以移动以改变过境（凌日）时间，这在传输和接收同步方面造成了问题何困难。
分析的局限性，Forgan还表明研究依靠固定的恒星轨道，众所周知恒星的轨道随着时间的推移而变化，恒星在宇宙时间尺度上定期进出GHZ。此外还有一个问题，即这样一个网络在星系（即球状星团）中密度较大的区域以及场星群填充区域之间有何不同，分析中也没有考虑双星系统或多星系统。
外星人的巨型人工结构能否成为星际交流的关键？图片版权：Gill
此外已知行星轨道随着时间的推移而改变，这是由于邻近的行星，伴星，或与恒星的较近轨道造成的扰动。因此行星凌日的可见度在宇宙时间尺度上变化更大，这不算最不重要的，这项研究假设文明的自然寿命约为十亿年，而不是基于具体的知识。
然而这些考虑并没有改变Forgan的总体结论：对于恒星和行星的动态性质的赋予，并假定文明存在只有一百万年，Forgan认为这种星际网络的建立在数学上仍然可行。除此之外一个文明灭绝之后，其人造物体可能会继续传达给其他文明。
Forgan解释了费米悖论，认为这种沟通需要很长时间才能发现，他在文中总结（大胆加以强调）：
我发现在任何时刻，只有少数文明能正确通过对接进行交流，然而我们应该期望真正的网络是累积的，在任何时候“握手”连接都可以通过电磁信号保证将来的连接。在所有的模拟中，累积的网络将所有文明在一个完整的网络中连接起来。如果文明分享他们网络连接的知识，网络可以在十万年的时间尺度上完全完成。一旦建立这个网络可以直接或通过中间文明连接任何两个文明，路径远远小于GHZ的维度。
简而言之，我们没有听到或发现ETI证据的原因可能是时间问题或者可能是我们根本没有意识到我们正在沟通。虽然这样的分析是可能猜测的，也可能是一些人为中心的假设，因为它所呈现的可能性，这当然是迷人的。它还为我们提供了一种潜在的寻找地面智能（SETI）的工具，这是我们已经从事的搜寻研究。
这么多恒星，这么多行星，这么多机会予联系！图片版权：ESO / M.Kornmesser
最后，但并不是最重要的，他为费米悖论提供了一个潜在的解决方案，我们可能已经错过了而根本没有意识到。对于我们所知道的，观察到来自“Tabby”星的亮度下降是外星人文明的证据（可能是灭绝的）。当然这里的关键词是“也许”，因为没有证据可以证明这一点。
由于系外行星搜寻预计在未来几年会有所增加，本文提出的可能性也令人振奋。随着下一代任务的部署，如詹姆斯·韦伯空间望远镜和过行星凌日测量卫星（TESS）预计将了解搜寻到更多的星系。
我们会发现更多不明原因的亮度下降的例子吗？又有谁知道？如果我们找不到自然原因，我们有一个可能的解释：也许它的邻居正邀请我们“登录”！那么，船长要登录吗？
作者：Matt Williams
编译：中子星，审校：博科园
