外星人無法探測地球上的生命？是時候送出這份指南了！

在這張從太空梭哥倫比亞號上拍下的照片中，月光正照進地球的大氣層。

攝影：NASA

從大氣層中的氣體，到宇宙中的衛星，地球發出了太多表明生命跡象存在的信號。

撰文：Michael Greshko

作為宇宙中已知唯一一個有生命存在的星球，地球也許其實就是一塊奇怪的石頭。但是在離我們太陽系很遙遠的地方，生活在與地球相仿的星球綠洲上的其他智慧生物，很有可能此刻正凝視著地球方向，有了我們，他們在宇宙中就不再孤單。

迄今為止，天文學家已經確認了太陽系之外將近4000個星球的存在，其中一些可能擁有了能夠維持生命的必要環境。隨著科技的進步，我們應該能夠對這些星球有更多的了解，知曉它們存在植物，動物，甚至智慧生物文明的可能性。

這就意味著如果有地方真的存在外星人，那麼他們就可以很容易地發現我們。

首先，他們需要從遙遠的地方發現地球，也許是觀察到我們的太陽隨著地球引力對它產生的影響而擺動，也許是看到因地球繞軌道轉動，被遮擋而暗淡的太陽。九個已知的行星都能夠看到地球繞行太陽，就像我們能看到數千個未知星球遮擋住它們的主恆星一樣。

一旦被發現，地球很可能就會引起外星人的興趣。我們的太陽相對穩定，不易於產生能把大氣層撕裂成碎片的災難性耀斑。更重要的是，地球正好處在太陽系中適於生物生存的位置，並且可以儲存大量液態水。

試想一番，遙遠的星球上的科學家也許也在試圖觀測我們的大氣層，想要看一看生命的規則是否存在於他們的生物天平之上。但是他們真正想要的是什麼？他們如何能從相隔如此遙遠的地方推測到生命的存在？

生命的跡象其實有關氣體

也許你會擔心外星人會注意到你的存在，但其實我們如此引人注意已經有二十多億年之久了。自地球存在豐富的氧氣開始，就昭示著這裡有生命跡象。

氧氣是高活性元素，會迅速地將其它原子和分子據為己有，所以很難發現大量單一的氧氣，除非有東西分解了富氧混合物致使其排出大量氧氣。在地球上，我們應該感激可以進行光合作用的植物，它們一直是我們慷慨的氧氣工廠。

但是光有氧氣還不足以讓外星人證明我們的存在。「我們也發現了少數無生命存在時能讓氧氣積聚的方法，」加州大學河濱分校的天體生物學家Stephanie Olson說。「高水平的氧氣，或是在達到高水平氧氣的過程中，在有些星球其生命的產生可能會受到阻礙。」

除了氧分子之外，外星天文學家也許還會觀察我們大氣層的氮水平，二氧化碳水平，一氧化二氮水平，以及甲烷水平。只有生命才能使地球保持化學元素平衡，足夠讓這些氣體同時存在。

已知區域？

除了以化學元素作為線索外，其它星球的天文學家還可以使用高倍望遠鏡進行超遠距離的地球表面測繪，這種望遠鏡甚至可以看到地球上的主要城市地區。

2017年，arXiv網站上發表的一篇文章中，天文學家Svetlana Berdyugina和Jeff Kuhn概述了天文學家如何測繪8光年以外的外星球表面。為了繪製出細緻的地圖，他們需要一個至少39米寬的望遠鏡，它可以觀察外星星球反射的微弱光芒，隨時間而變化的反射光可能表示著星球上不同地勢的差別。

這架望遠鏡叫做外層空間生命發現者，簡稱ELF，Berdyugina和Kuhn模擬了近處星球上的外星人要如何用望遠鏡觀測地球。模擬結果表示，外星人不僅能測繪出地球上的大洲，還能夠看到智慧生物存在的跡象。

「這就像現實版的星際迷航，」Berdyugina說。「我們可以實現對這些星球的造訪。」

人工智慧

如果地球附近有智慧生物想要發現我們，最直接的方法就是傾聽。上個世紀以來，我們就曾通過泄露的無線電廣播向宇宙「播放」過人類文明存在的信息，還向宇宙中發送了旅行者號探測器黃金唱片項目（攜帶了地球信息），以備萬一有外星人偶然經過我們的飛船，「黃金唱片」可供他們參考。

不過，距離也是一大問題，除非外星人在離地球590萬億英里的距離之內，否則他們根本無法探測到我們的無線電存在，更不用說「黃金唱片」了。如果智能生命的存在超過這個距離，那麼我們最早發出的無線電信號都還沒到達他們所在的位置。

南美洲的日落，由國際空間站上的宇航員所見。

攝影：NASA

但在幾個世紀的時間裡，智慧外星人也許能看到我們的其它科技領域的信號。比如最近在《天體物理學雜誌》上發表的一篇研究中，天體物理學家Hector Socas-Navarro說，我們能夠通過尋找圍繞外星世界運行的人造衛星來尋找智慧生物。這也意味著他們能夠用相似方法找到我們。

當前，地球的人造衛星網還沒有密集到足以被探測到，不久的將來也不會達到這種密集度。但是我們在宇宙中留下的足跡在成倍增加：如果我們繼續以現有的速度來發射衛星，Socas-Navarro在他的研究中表示，附近的外星人如果也有像我們目前擁有的強大望遠鏡的話，2200年時就能觀測到我們的人造衛星了。

轉變之風

當然，地球的生命經過無數歲月後有了很大的變化。2018年，《科學的進步》上發表的一篇文章中表示，Olson和她的同事模擬了地球大氣是如何隨著時間的變化而改變的。也許在30億年前，外星人就能夠通過在早期大氣中尋找甲烷和二氧化碳的方法來推測生命跡象了。

「在地球歷史中有超過10億年的時間，外星天文學家有可受到誤導，得出地球上沒有生命存在的結論，然而事實是那段時間裡，地球上的生命都蓬勃在海洋之中，」Olson說。不過如果外星人已經進化得足夠高級，那麼對他們來說就算是初期的地球也會產生生命跡象的明顯線索，來自華盛頓大學的研究合著者Joshua Krissansen-Totton說道。「如果外太空中有什麼邪惡勢力，那也許早在很久之前就會把地球上的生命給消滅掉。我認為邀請他們來地球和在宇宙中交換記錄對我們來說是比較安全的。」

很有可能的事情是，外星人不是宇宙中唯一生命的消息對他們自己來說，也不算是驚天動地的大新聞。今年2月發表在《心理學前沿》上的一篇研究中，研究者們發現，人類會對發現外星生物這種事泰然處之，不排除外星人也會擁有和我們一樣態度的可能性。

「人類能夠適應強度更高的科學發現，而且不會產生世界觀崩塌，」那時神學家Ted Peters如此說。

但是像我們一樣，外星人可能也害怕會有懷有敵意的智慧外星人，比如人類，毫無預兆地就來到了他們的家門口。

「當然，」來自亞利桑那州立大學的研究作者Michael Varnum補充道，「正如我們一樣，試想如果有一支來者不善的星際艦隊出現在木星附近，我們也高興不起來。」

（譯者：追歆）

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