外星文明能从多远探测到我们？

研究揭示，拥有当前地球技术的外星文明可以在很远的距离探测到我们的技术信号。

在过去的几十年里，人类逐渐意识到，如果我们在宇宙中发射无线电信号，那么其他外星智慧生命(ETI)也可能在做同样的事情。这一认识促成了“寻找外星智慧”(SETI)项目的诞生。虽然现在看来这似乎是显而易见的，但在当时却是一个重大发现。于是，我们建立了无线电天线，开始扫描天空。

然而，这引出了一个显而易见的问题：假设存在其他外星智慧生命，它们能多容易探测到我们的无线电信号和其他技术信号呢？

或许在银河系的某个角落，存在着一个类似于我们的初级太空旅行文明。它们可能也有自己的初级SETI项目，利用无线电望远镜阵列扫描天空，寻找其他技术文明的迹象。如果真是这样，它们能从多远的距离探测到我们的技术信号呢？最新的研究正在探讨这个问题。

这项研究题为《地球探测地球：以当前技术，地球的技术信号群能被探测到多远？》，发表在《天文学杂志》上，主要作者是Sofia Sheikh。她是SETI研究所、宾夕法尼亚州外星智慧中心和加州大学伯克利分校突破聆听项目的成员。

早在1899年，尼古拉·特斯拉就提出与其他星球上的生物通信的想法。他甚至认为自己接收到了来自火星的信号。20世纪初，古列尔莫·马可尼也声称听到了来自火星的信号。这些潜在的信号引起了广泛关注，以至于1924年火星最接近地球时，美国甚至推动了“无线电静默日”，以便更好地探测来自火星的信号。

如今，我们知道这些信号其实来自我们自己的火星探测器和轨道器。尽管如此，寻找来自其他世界的无线电信号的基本想法已经深入人心，人们开始更加认真地对待这一课题。

1971年，NASA提出了“独眼巨人”计划，打算建造一个由1500个无线电天线组成的阵列来扫描宇宙信号。虽然该计划最终未能获得资助，但它为现代SETI奠定了基础。

假设其他文明也经历了类似的发展历程，并正在扫描天空寻找信号，那么在加州大学伯克利分校天文学系的Sheikh和她的同事们的最新研究中，他们试图了解这些文明如果拥有与我们2024年相同的技术，能否探测到我们的技术信号。

人类使用不同信号寻觅外星文明的时间

“在SETI中，我们不应假设其他生命和技术与我们完全相同，但量化‘我们’的技术含义可以帮助我们更好地理解SETI的搜索。”研究合著者Macy Huston说。

这项研究的重要性在于，许多类似的研究都在寻找更先进的外星智慧生命，即那些在卡尔达肖夫等级上更高的文明。然而，这需要大量的技术推测。而在这篇论文中，研究人员将目光投向地球，只考虑与2024年地球技术水平相当的传输和探测方法。

一切归结为一个简单的问题：拥有我们当前技术的外星智慧生命能否探测到我们的技术信号？如果答案是肯定的，那么它们会探测到哪些信号，又能从多远的距离探测到呢？

研究人员考虑了多种不同类型的技术信号，包括无线电传输、微波信号、大气中的氮氧化物(NO2)、卫星甚至城市灯光。他们采用了理论和建模相结合的方法，并声称自己是首次综合分析这些技术信号，而不是分别研究。

“我们的目标是让SETI回到‘地球’，思考一下我们在地球技术信号和探测能力方面的真实水平。”Huston在新闻稿中说，“在SETI中，我们不应假设其他生命和技术与我们完全相同，但量化‘我们’的含义可以帮助我们更好地理解SETI的搜索。”

想象一下，一艘来自这个假设的、技术水平与我们相当的外星文明的太空探测器正向我们飞来。根据研究人员的说法，它首先探测到的技术信号将来自我们用于探测潜在危险小行星的雷达系统，比如已经停用的阿雷西博射电望远镜发出的信号。这些信号可以在距离地球约12000光年的范围内被探测到，这个距离大约相当于蝌蚪星云的距离。

这艘假设的太空探测器需要飞行很长一段距离才能探测到我们的下一个技术信号。当它距离地球约100光年时，将探测到NASA深空网络用于与太阳系外探测器通信的信号。100光年的距离大约相当于南鱼座最亮的恒星南鱼座α的距离。

当外星飞船距离我们约4光年时，也就是距离我们最近的恒星比邻星的距离时，它将探测到激光、大气中的氮氧化物排放以及LTE信号。

研究还揭示了我们自身技术信号的增长趋势。根据作者的说法，这凸显了“人类对地球影响的日益复杂性和可见性”。

这项研究也表明，尽管SETI社区内部有一些质疑，但专注于无线电波的搜索可能是明智的。“在这个框架下，我们发现地球的太空探测信号在探测距离上相差13个数量级，其中间歇性的天体目标无线电传输(即行星雷达)比其最近的非无线电竞争对手远1000倍。”研究人员在论文中写道。

研究人员还指出，我们可以开始理解外星智慧生命可能根据我们的技术信号对我们做出的推测。这也可以作为一面镜子，让我们反观自身。“外星智慧生命可以根据我们无意中发出的技术信号推测我们的文化、社会、生物圈等，思考这些可能的推测可以帮助我们审视自己在银河系中的形象：我们如何社会组织，如何与周围世界互动，如何感知和体验事物，甚至可能揭示我们所重视的东西。”研究人员在论文中解释道。

例如，它们可能会正确推测出我们的物种没有生物学上探测无线电信号的能力，否则我们的世界将充斥着难以想象的嘈杂信号。或者，它们可能会反向推测。“相反，我们对无线电波的依赖可能会让外星物种怀疑我们是否能够生物学上探测到它们！”研究人员写道。

正如所有与SETI和技术信号相关的事情一样，我们仍然充满疑问。然而，通过“地球探测地球”的范式，Sheikh和她的合著者至少为我们提供了另一种方式来探讨我们最根本的问题之一：我们是孤独的吗？