目前有几项计划正在接收太空中智能生命的无线电信号。虽然我们如今的这种寻找比过去任何时候更要精密,功率也要大得多,但是研究人员的工作仍如在大海里捞针。
今天,
生物学家普遍都认为,
宇宙间生命到处都存在。像我们一样聪明的物种是普遍存在或长期存在的吗?只有一种方法,那就是用耳朵去听。
好几项寻找外星智能(SETI)的工作,目前还在进行当中。其中大多数工作都是依照同一基本的策略来行事,研究人员通过各个部分的微波无线电频谱,寻找任何一种
太阳系之外的极窄频(单频)信号。
根据通常的情况,这种信号是检测遥远星际生命的绝佳机会。在整个无线电频谱和红外光谱中,从1000兆赫~5万兆赫的频带中其自然背景噪音最少。任何外星无线电工程师也都会了解这一点,他们也许会相应建造星际发射机。在我们的地球,大气层把我们接收到的频率限制在1000兆赫~1.2万兆赫之间,但也许其他文明也会有理由选择低的频率范围限度。
这种我们目前有许多机会检测到的发射就是“指示信号”—— 一种精心设计的信号。它好像在尽量清晰而大声地对我们说一种互不相识的声音:“我们在这儿。”
目前在进行的这些寻找工作,也许太弱了,不足以收听到任何从别的文明内部所发射出来的似乎是在表达某种意图的无线电波——它本身的广播和点对点的通讯——无论这种文明多么先进。
从银河的大小、星球间的遥远距离和微波频谱来看,寻找用来帮助我们设计的信号标是一项艰巨困难的任务。SETI计划近年来已有了很大的发展,但研究人员还在不断地寻找每一个不可多得的细小的环节。
许多年来,SETI研究人员已经实施了许多计划,它们是:
凤凰计划
凤凰计划利用了一个有特定目标的计划来解决寻找外星信号的难题。这一计划由进行外星智能生命搜寻工作的美国加州山也观测研究所执行,其目的就是对相对较少的几个目标进行认真的搜寻。这些目标大都是一些类似太阳的恒星,而且距地球不足200光年。凤凰计划采用了一种特别定做的仪器和大功率计算机的卡车拖车,所以这一计划的研究人员已经跑遍世界各地拥有大型射电望远镜的地方来追踪自己的目标量。研究人员可在1.2兆赫~3000兆赫之间收听20多亿的频道,其中每一个频道的间隔密度只有0.7赫兹,相当于刮胡刀刃那么薄的分辨度。这样窄频的任何信号,肯定都会是人造的。相比之下,在自然界任何一地都能产生的最窄的微波频率也只有300赫兹宽。
凤凰计划是从美国航空航天局(NASA)的高清晰度微波观测的基础上发展起来的,这种观测曾于1993年被美国国会取消。在这方面NASA已花了5800万美元,现在这项寻找外星智能生命的研究所获得了这方面的仪器,来进一步利用私人投资进行这项计划的一部分工作,来自大众的捐献也在其中。
从1995年2月到6月凤凰计划在澳大利亚的帕克天文台采用了64米的射电望远镜观测了200颗在北半球见不到的星。这项计划的第二步是从1996年秋天开始,当时这一系统(现已升级)被移至西弗吉尼亚的美国国家射电天文台。在这里,研究人员把主要精力花在用43米直径的射电望远镜来观测他们列出的宇宙目标上。当年,进行这种观测的硬件设备已转移到了波多黎各。近来发展成的305米直径的Arecibo射电望远镜已完成对选定的目标进行更为细致的搜寻,这些观测工作始于1996年9月。其后5年他们每半年就将进行一次20天的每次12小时的聚会。
凤凰计划实际可以收听的能发出射电波的星球数量要比其列出的单子多得多。许多巨大的星球(有时是星系)比在射电望远镜的波束宽度之内的选定目标还要近。按照一些科学家的观点,这种寻找的背景是最有可能得到结果的一部分。依靠这些措施,这种背景的总结使得凤凰计划这项最强有力的SETI计划目前还在进行。
寻找外星智能生命研究所的主任吉尔塔特希望建造一台100米见方的射电望远镜,以专供该计划的研究人员在加州的哈特克里科使用。同时它也全可当做专用的1000米望远镜样机,这是一种先进的许多射电天文学家曾讨论有朝一日要建造的。
贝塔计划(BETA)
这里所说的贝塔不是希腊字母的第二个字母,而是英文Billion-channl Extra-Terrestrial Assay的缩写,即10亿频道
外星人测定。该计划采用了一种广泛的寻找策略,由哈佛大学的保尔·霍洛维兹主持,并且得到了行星与会和其他各相关团体的支持。霍洛维兹和他的研究生并不是追踪个别的目标,而是系统地把整个天空中从倾斜角30°~160°的地域扫了一遍。他们所用的工具是一个旧的26米直径的射电望远镜。
自1995年10月以来,霍洛维兹的研究小组一直在扫描监视1.72兆赫~1400兆赫的频率,其最小分辨度为0.5赫兹。这一频率范围被冠以“水洞”之名,因为它被从氢和羟基释放出的物质所环绕。
我们希望的是外星人能得到我们的信号,他们可能也会选择这一标志明显的波段。
贝塔二计划(BETA II)
贝塔计划取代了更有局限性的贝塔二计划,也即用百万频道寻找地外生命的计划。贝塔二是由霍洛维兹和其率领的研究小组于1985年确立的。该计划的硬件后来被阿根廷的射电天文学研究所复制了一套。该硬件由行星学会投资,在南半球使用。这项寻找外星人的计划自1990年开始使用了直径30米的在布宜诺斯艾丽斯附近的射电天文学研究所的2号天线,反复观测纬度为-90°~-10°之间的天空。它分别以1420兆赫和2800兆赫来监视800万个接近21厘米的氢谱线,假定其变化频率为0.05赫兹的频道和又一个微波。
塞任迪波计划(SERENDIP)
即寻找来自地球附近发达智能生命的外星无线电波。寻找外星智能生命的人们一个困难就是在射电望远镜上有足够的时间。塞任迪波计划就避免了这一问题。该计划将寻找任何一时刻其他目的射电望远镜瞄准的地方所发出的无线电波。尽管这种分放式的安排不能让该计划的研究人员选择收听信号的地点,但是它也不会干扰正常的射电天文学研究。因此,这一研究计划才得以持续进行下去。该计划始于1978年,由加利福尼亚大学的一个研究小组主持。
1997年5月,塞任迪波计划替换了其在阿里希博天文台的处理机,以1400兆赫频率寻找1.68亿个频道,每个频道0.6赫兹宽,在氢谱线周围。在额外时间,该计划的研究人员要反复搜索纬度+38°~-3°的大部分天空,来寻找有趣的信号。
南方的塞任迪谱计划
根据较早期的一份复印件,1998年3月在澳大利亚的帕克斯天文台,拥有42万频道的塞任迪谱计划开始实施。这项计划由寻找外星智能生命澳大利亚中心来主持,南方霍任迪谱计划寻找外星智能生命的观测在氢谱线内,另外,还有两个400万频道的塞任迪谱Ⅳ型望远镜为澳大利亚的悉尼大学和意大利的波伦尼亚的射电天文学研究所制造。
另外,业余爱好者也可以像参加其他天文学领域一样,寻找外星智能生命计划亦可以从业余爱好者的努力工作中获益。这样,在星系中其他地方大功率的信号标能轻而易举地落入主要的SETI的巨大空隙之中。但是只要一件家用卫星天线和窄频带信号分析器就能检测出这些信号。这些小型天线具有较宽的波束,可以长时间覆盖更大面积的天空。因此,业余爱好者的加入,可以增加在宇宙很深处信号的覆盖宽度。小规模SETI的努力工作的例子包括班比计划。这一计划就是用一对有310万频道射电望远镜,在相隔3000千米的两地——加利福尼亚和科罗拉多同时观测,筛选出局部的干扰电波。鲍伯拉与麦克弗莱蒙正在利用他俩的设备探索接近4000兆赫的频率,这比其他寻找工作的频率都要高。
阿古斯计划
新泽西州寻找外星智能生命的小团体正在与更多的业余爱好者努力配合。阿古斯计划的目的,就是让全世界5000名业余射电天文爱好者,在选定的频率监测整个星空。该计划成员宣称有59个观测站,在寻找外星智能生命方面占据一个有确凿证据的地位。在大多数情况下,这些成员只给这些观测站的工作者们每人几百至几千美金的酬劳。寻找外星智能生命团体并未提供一个“看守”准备使用,但是,它都提供了技术指南,并有助于获得部件和软件。寻找外星智能生命团体近来在澳大利亚获得了一个早已停止使用的18米射电望远镜。
在家中寻找外星智能生命计划
有一种方法使得,任何一个人都可以参与这项活动,那就是在家中进行观测。通过筛选大量的窄频带信号的无线电数据极大程度上,发挥了巨大的计算能力。由于资金有限,这是研究工作中最关键的一个环节。像塞任迪谱计划的大功率计划,肯定限制自身只能寻找有预定特征的信号。大卫这位计算机工程师在加州大学伯克利分校执行。该计划成员天文学家丹沃泰默尔深知,这对让数千名志愿者在家用巨大计算机分散计算再好不过了。
目前,这一计划已万事齐备。天文爱好者们可以根据这项深思熟虑的计划从塞任迪谱接收器下载250千字节的数据文件。当进行研究时——特别是在一两周后,他们的计算机将反馈并汇入其他的结果之中,并再获取一些数据以用分析。
这些努力最终将使塞任迪谱计划增加其灵敏度约10倍,能将搜寻的宇宙的范围增加几十亿倍。在家中寻找外星智能生命的计划能把寻找工作从一个0.6赫兹的频带扩展到0.1赫兹~1500赫兹的范围内,并且还会让其寻找发出脉冲的、滑动的不相当复杂的信号。这是一种现在还看不见的信号。这也许可以说明,来自其他文明内部通信“泄漏的信息”不仅是一种专为我们发出的信号。公众对有关电脑公司软件中心反应强烈。已有12万人表示参与这项家庭寻找外星智能生命的壮举。该计划已经开始。
科赛梯计划(COSETI)
这一寻找外星智能生命的工作并不只限于微波无线电。斯图亚特·金斯利在美国俄亥俄天文台进行的COSRTI(哥伦比亚光学搜寻外星智能生命计划)目的在于利用一个宽25厘米的天文望远镜和一些常规仪器,有目标地搜寻发出窄频激光信号的星球和可见波长的脉冲信号。
这种方法正吸引着许多人的注意。据金斯利、保尔·霍洛维兹及其他科学家的分析表明,简单的纳米激光波信号将会成为一种诱人的星际通讯工具。一种并不比工程师绘图板上设计好的功率大的激光器,可能会每天直接向大约100万颗星球发出电波信号,这些信号可由如今的光学望远镜在远在1000光年远的地方检测到。如果外星人用一个稍大的激光器,那么这些信号就可能用备有两个廉价高速光电倍增器的天文望远镜检测到。这样一种简单的脉冲信号变得那么清晰,很像是人造的,以至于我们通过观察单一的宽频道,跨越大部分可见或红外光谱的频道。与用射电望远镜来寻找外星智能生命的方法比较,这好像十分诱人。在这些光谱中,我们可筛选几十亿个发出持续信号的窄频道。外星智能生命会做出同样的判断吗?目前有几个专业的光学探测外星智能生命的计划已开始实施。尽管如今寻找外星智能生命的计划证明了一个正在扩展的寻找范围和策略,但是这些计划还在尝试中。