如果天文学家在一颗行星的大气中看到这些化学物质，那么那里很可能有先进的文明

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艺术家再现了一颗可能支持先进文明的潜在水世界系外行星。这种生命可以通过工业或其他活动的技术签名来宣传自己的存在。鸣谢:欧空局/哈勃/ M .科恩梅塞

（）据《今日宇宙》（卡罗琳·柯林斯·彼得森）：在一个越来越多的系外行星围绕其他恒星旋转的时代，天文学家寻找先进文明的标志是很自然的。这种特征可能有生物学或技术上的原因。

如果我们不寻找无线电信号(就像SETI和其他人所做的那样)，而是寻找一些稍微不同的东西，会怎么样？科技社会制造的大气污染证据如何？毕竟，我们在地球上对它很熟悉。这是麻省理工学院的萨拉·西格和一个国际科学家小组在科学报告中发表的一篇论文的主旨。

他们认为，通过寻找不是由生命创造的化学物质，可能会发现科技文明。具体来说，该小组提出了三氟化氮(NF3)和六氟化硫(SF6)。它们是理想的技术特征气体，因为正如他们在论文中所说，“据了解，地球上的生命不会产生任何具有N-F或S-F键的分子，这包括全氟化的N和S化合物。”

事实上，该论文指出，氟几乎被排除在地球生命化学之外。其他自然过程也不会产生大量的二氧化碳。那就只剩下人为(理解为:工业)污染了。换句话说，这些气体是工业活动的大气副产品。在地球上，自工业革命开始以来，它们的数量迅速增加(从几乎不存在开始)。

这些气体不仅特定于工业过程(至少在地球上)，而且它们具有非常独特的光谱特征。当在遥远星球的大气中发现它们时，它们的光谱指纹会从背景光谱中跳出来。因此，如果天文学家在一个外星世界的大气中看到这些指纹，也许是一个相当先进的文明产生了它们。

寻找高级文明的化学指纹

正如我们最近了解到的，天文学家现在可以更详细地搜索系外行星大气中的气体。而且，这些搜索发现了可能有生命存在的气体。一个可能的JWST观测显示了生物衍生气体的证据。当光线穿过地球大气层时，望远镜分析了来自行星恒星的光线，数据中显示了气体的指纹。

通过JWST的光谱学是天文学家等了几十年才使用的强大工具。但是，并不是所有的发现都是生物衍生的气体。同样的技术可以用来寻找技术衍生的。这包括西格团队建议的技术签名。

为了在系外行星大气中寻找证据，西格的团队创造了一种新工具，称为“光谱方阵图”。本质上，它允许用户创建气体分子光谱中所有光谱峰值的可视化比较。它将具有相似峰的分子聚集在一起。这允许进一步分析光谱簇。此外，该团队使用其数据来模拟模型大气。结果是科学家们想要在目标行星上探测的气体的大气丰度的近似值。该团队还维护着一个由自然生化过程产生的化合物的“天然产品数据库”。这有助于他们理解可能来自非生物(工业)过程的全氟化合物的独特性质。

生命的其他签名呢？

生物学和工业过程并不是天文学家能够搜寻到的生命线索。还有很多其他的技术特征可能会出现。它们可能包括在某个世界上看到的人造光、某种巨型结构(在行星上或周围，如戴森球)、废热或其他类型的排放物，或者某种无线电信号。

天文学和天体物理学领域充斥着惊人的数据。事实证明，天文学家正坐在一座信息的金矿上，其中很可能包括来自其他文明的技术特征。这些数据来自所有波长的天空调查和太阳系探索的数据流。将这样的信息宝库与机器学习算法和人工智能的兴起结合起来，我们就有了寻找技术签名的复杂工具。它们可以帮助识别调查数据中的异常，这些异常可能表明生命和高级文明的存在。

利用大数据搜寻高级文明

2019年，由George Djorgovski领导的一群天文学家召开了一场名为“数据驱动的先进文明技术签名搜索方法”的研讨会。它是由凯克空间研究所举办的。目的是根据寻找其他行星的进展和数据驱动的天文学的发展，重新审视对外星技术证据的搜索。尽管由于疫情工厂的停工而延期，但这次研讨会的最终报告仍然非常有趣。它概述了研讨会的背景和动机，并审查了使用天文学数据大数据库的方法。

特别是，该报告专注于机器学习，以发现可能表明技术签名的“离群数据”。它还讨论了在大型数据库中寻找什么(包括像戴森斯结构这样的东西)。最后，它概述了在数据库中寻找的其他类型的信号，以及在太阳系内部搜索人工制品的一些可能的想法。

有趣的是，该报告还表明，天文学和天体物理学的意外发现将是在其他地方寻找生命的结果。它指出，“这次研讨会的一个重要成果是，技术签名搜索应该以符合弗里曼·戴森的“SETI调查第一定律”的方式进行，即“即使没有发现外星人，每次对外星文明的搜索都应该有计划地给出有趣的结果。“这种技术特征搜索的方法与美国宇航局的生物特征方法是相称的，因为没有一个单一的观察或测量可以为生命的探测提供完全的确定性。”

公众对《搜索》的接受程度

然而，在别处寻找生命的最大因素之一是不科学的。这是社交。正如西格的论文和凯克的报告所提到的，当我们进行这些搜索时，我们必须检查我们自己的偏见。很长一段时间，人们简单地认为其他文明会自然地向我们发出“宇宙问候”。或者，他们会坐着飞碟来找我们。正如两篇论文所指出的，来自其他文明的信号可能比我们预期的更加微妙和陌生。

“社会”等式的另一部分是，在其他地方寻找生命需要大量的公共支持。凯克报告指出:“目前，SETI和寻找技术签名遇到了正反两方面的反应。许多过去的论文和主张是错误的，并导致其他人做出未经科学验证的荒谬主张。开始寻找系外行星时也出现了同样的情况。将系外行星领域纳入主流需要许多经过验证的探测。重要的是要有财政支持(因此也是公众支持)，以便能够认真寻找技术签名。”

凯克的报告建议科学家以有助于解释所涉及的科学和发现的利害关系的方式接近观众。面向公众的消息将与旨在获得社区内部同行评审支持的消息截然不同。当然，资助机构需要看到来自合法科学团队的资助提议，这些科学团队尽其所能推进天文学、天体物理学以及在其他地方寻找生命的领域。这种结合公共教育的方法将非常重要，特别是科学家们现在能够在宇宙中寻找生命的过程中对系外行星及其大气层进行详细的研究。