如何看待哈佛大学教授称「奥陌陌（Oumuamua）」可能是外星文明的光帆飞船？

booohr

2017 年，来自太阳系之外的小行星奥陌陌（Oumuamua）闯入地球，又匆匆离去，科学家们一直在研究这颗小行星。2018 年 10 月 26 日，哈佛大学天文系系主任 Avi Loeb 和他的博士后在预印本网站 arXiv 贴出一篇学术论文，提出一个大胆的假设，即 Oumuamua 可能是来自系外文明的光帆。其反常的行为，可以通过光压予以解释。ArXiv 链接：[1810.11490] Could Solar Radiation Pressure Explain 'Oumuamua's Peculiar Acceleration?英文…
作者：一点资讯

culittlewhite

这篇论文引的是早前Nature的一篇文章，称奥陌陌偏离开普勒轨道（也即纯万有引力作用下的双曲线），而且置信度高达30σ；通常彗星因为有外向喷流可以有这种现象，但是在模拟中，尽管只要奥陌陌有2kg的喷出物就可以被望远镜探测到，而它周围看不到喷流的迹象。

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0254-4
为此该Nature文章讨论了多种不同的可能性，但是一一排除之后，最后还是认为类似彗星的外向喷流是最有可能的解释：因为有其他的光谱研究表明它的特征跟彗星还是比较像，之所以没有探测到喷流，可能是尘埃-冰的比例比较小（主要是尘埃反光，主要是冰挥发出来的气体对轨道偏离产生作用），或者尘埃中缺乏小尺寸粒子（都是大块石头的话，同样的质量下截面积较小，反不了多少光）。
而所谓光帆说，也是为了解释这种对开普勒轨道的偏离。在媒体大规模报道后，作者之一自我辩护称，他们只是讨论了“如果是光压造成这种偏离”的情况，而在这种情况下，会要求这个物体特别薄，来产生足够的光压加速度。换言之“光帆”（光压说）只是和”彗星“（性质异常的喷出物说）平行的、缺乏足够依据的假说而已，并非一个有完整证据支撑的科学结论。这一点在 @云舞空城 的答案中有更全面的解释。
对光压说或者什么别的假设，只能是平常心看待，然后大胆假设、小心求证了。天文上只能通过那么几样方法来旁敲侧击，测量位置、测量光变、测量光谱等等，这些到目前为止都无法给出直接的结论，只是看起来各种奇怪。任何脑洞都可以有，只要遵循科学规范，权当思想体操；引起兴趣继续研究就很好，不必过度解读，不必过度脑补，不必神秘化。
而随着奥陌陌的远去，靠天文方法来研究的机遇窗口也已经基本关闭：奥陌陌目前距离我们大约7.7个天文单位，比木星还要远，目前的亮度（星等值）大约31.6等，而哈勃空间望远镜的极限星等大约31~31.5等——它刚刚跑出了我们观测能力所及的范围。要彻底解决困惑，恐怕得等什么时候航天技术发达了，派船追过去看看才能知道吧。

奥陌陌在2070年的时候距离地球300个天文单位，如果人类在2050年发射一个探测器开始追的话，只要平均速度可以达到71.4km/s，也即万分之2.4倍的光速，也即当年那个“核动力井盖”的初速，就可以在2070时追上。30年内航天技术虽然不见得会产生突破性的进展，但是也不见得不会产生突破性的进展，对于有朝一日可以派船过去看看这事，我觉得不妨留个念想。
我之前说的可能过于悲观了，有人讲用现有的航天技术，如果2021年用猎鹰重型火箭发射（九千万美元一发），2029年即可以追的上的，而且载荷可以达到几十到几百千克。（Sending a Spacecraft to 1I/'Oumuamua (former A/2017 U1), the Interstellar Asteroid）

twxd

科学家通过数学计算，模拟了一种可以实现物体A（奥陌陌）独特运动方式B的方案C（光帆驱动模型），提出一种不排除为人造物体D（光帆驱动飞行的宇宙飞船）的可能性，在一些跑得太快的科学记者笔下，就变成A（奥陌陌）可能是D（光帆驱动飞行的宇宙飞船）。
光帆驱动模型可以解释奥陌陌的运动特征，并不等价于奥陌陌可能是光帆飞船——这两者之间还需要十万八千个其他证据，但现在人们已经无法获得这些证据，所以这样的所谓可能性也只是如笑谈一般。
原文作者在摘要和论文前半截的用语是比较谨慎的：

We discuss the possible origins of such an object including the possibility that it might be a lightsail of artificial origin
我们讨论了这一物体的各种可能起源，其中包括它或为“人造”光帆装置的可能性。

We have shown that the observed non-gravitational acceleration of ‘Oumuamua, may be explained by Solar radiation pressure.
我们已经表明，观测到的奥陌陌非重力加速，或许可以用太阳光压进行解释。

Considering an artificial origin, one possibility is that ‘Oumuamua is a lightsail, floating in interstellar space as a debris from an advanced technological equipment (Loeb 2018).
考虑一下“人造”起源，一种可能性为奥陌陌是一个光帆装置，是一个在星际间穿行的高科技设备的碎片。

后半截就变成科幻片了：

Alternatively, a more exotic scenario is that ‘Oumuamua may be a fully operational probe sent intentionally to Earth vicinity by an alien civilization.
或者，一个更魔幻的画风是，奥陌陌是一艘由外星文明有意派来探测地球的全手动操作探测器。

最后，流氓也是一定要耍一下的：反正死无对证，我爱怎么说就怎么说咯。

Since it is too late to image ‘Oumuamua with existing telescopes or chase it with chemical rockets (Seligman & Laughlin 2018), its likely origin and mechanical properties could only be deciphered by searching for other objects of its type in the future.
由于用现有的望远镜对奥陌陌进行成像或用化学火箭追逐（Seligman＆Laughlin 2018）已经为时已晚，因此它的可能起源和机动特性只能通过在未来寻找其他同类物体来破译。

在一些记者的笔下，画风变成这样：

Scientists Say Mysterious 'Oumuamua' Object Could Be an Alien Spacecraft
Maybe it's an alien spacecraft.
Now a pair of Harvard researchers are raising the possibility that Oumuamua is an alien spacecraft.

中文媒体也有一些类似画风：

总之，一些学者本身预设了立场，想搞点大新闻，
在跑得很快的一些科学记者的推波助澜下，
媒体上的无聊标题党就这么产生了。

bigocean

Avi Loeb是“突破摄星”计划（Breakthrough Starshot）的领军者之一（霍金为了在中国推广这一计划还专门开了微博）。这项计划的核心就是用激光的光压加速带有光帆的微小航天器去拍摄太阳系的邻居——南门二恒星系统。

突破摄星计划效果图
近年来Avi Loeb看到到难以理解的问题就往外星人和光帆上靠，比如去年快速射电暴（FRB，一种特殊的射电波爆发）研究火热的时候，他就发文说这可能是外星文明通过射电波驱动飞船时的泄露。

这是Avi Loeb对FRB猜测的艺术想象图
这种一遇到未知现象就诉诸外星人的假设没什么意义，反正你也没法验证。当然，你也可把它理解成一种独特的广告形式，谁让大众都喜欢外星人呢……
话说在冷战时期，发现FRB在高能波段的兄弟伽马暴（GRB）时，开了发布会却没什么人关心。但一份八卦小报的记者不知怎么参与了发布会，回去就写了篇“外星人的核大战”。从此这个领域一炮打响_(:зゝ∠)_

chenlei520

我来换个角度看。
奥陌陌是不是外星飞船，这个难以证实也难以证伪，要确认可能只有如 @刘博洋 所说，在2050年我们的技术进步后发射一艘飞船，在2070年追上它看个仔细。
所以我就不在这里臆测了，我只思考一个问题，假如奥陌陌真的是外星人的作品，那意味着什么？


首先，能把一艘飞船送来太阳系，且已经抵达，而非地球人那样，自家飞船才刚刚走出自家门，所以，这个外星的科技至少比我们发展得早。
有研究者推测，奥陌陌的出发地是在大约160-280光年远处，而它的平均旅行速度是26.33Km/s，这意味着它至少已经旅行了180万年，或者说这个外星的科技，在180万年前就能发射星际飞船。
其次，根据现有观测数据推算，奥陌陌是长约180米、直径30米左右的雪茄形，这个尺寸的飞船，地球人目前还没造出来过。
【花絮】我们从来没有直接观察到奥陌陌的形状，所谓雪茄形和尺寸数据，都是依据其周期性亮暗变化的亮度以及推测的材料反射率推算出来的，那么如果奥陌陌是人造物，这个尺寸和形状就可能推测错了——谁知道亮暗变化是不是由飞船上巨大的反光镜（光帆？）的两面反光引起的呢？
因此，制造奥陌陌的外星，科技是比我们领先的，这点毋庸置疑。


但是——
第三，奥陌陌的平均旅行速度仅仅26.33Km/s，过近日点时最大速度也只有87.8Km/s，这个速度，与我们的飞船在同一个数量级，并不能确认比我们的技术先进。
第四，奥陌陌来到太阳系，按常理来说，外星人对太阳系最感兴趣的应该就是有生命的地球了，但它的轨迹离地球有点远，它为什么不拐过来仔细考察一下地球呢？原因可能是：
①它没有发现地球上有生命，甚至它有可能就像我们的旅行家1号那样，仅仅携带着宣传海报，却没有探测装置以及将发现汇报给母星的装备；
【花絮】想象一下几百万年后，旅行家1号历经艰辛终于抵达一个有智慧生命的星球附近，但那个星球的文明因为水平问题，无法确认旅行家一号是不是人造的物体，而只能在外星知乎上开脑洞讨论，想到这点你是不是觉得有点心塞？
②它虽然发现了地球，但没有主动变轨的能力；
③它曾经很强大，但现在已经损坏了，或者能源耗尽报废了，或者上面的乘员已经死了。
总之，奥陌陌如果真是外星人造的，这个外星的科技虽然比我们先进，却也没有比我们高明太多：他们还造不出超光速或高亚光速航天器，也没有能力遥控一个这么远的飞船，或者让这个飞船在经历上百万年的旅行后还有能力主动变轨、主动靠近新发现的有趣事物，或者他们没有办法保障星际旅行的乘员安全，或者无法保障飞船在星际旅行中的可靠性。


从以上四点出发，我们可以进一步推论：
A、一个外太阳系飞船来到了地球，证明我们并非宇宙中唯一的文明。
B、相对于宇宙的尺度来说，160-280光年的距离是非常近了，在这么近的地方就有至少两个星球有智慧生物（一个是发射奥陌陌的星球，另一个当时是指我们自己），说明生命真的非常普遍，宇宙中可能有数以万亿计的智慧星球。
费米悖论、大过滤器理论相信很多人都了解，如果奥陌陌真是一艘飞船，我们有理由直接把从生命的诞生一直到进化出掌握科技的智慧生物这之间的所有大过滤器否决掉。
C、像奥陌陌这种技术水平的飞船，我们50年内就能造出来，也就是说，至少在它被造出来的时候，这个文明处于和我们相当的技术水平。就算考虑到它出发180万年了，那么那个文明也只比我们领先180万年。
也许有人会说，对于加速发展的科技来说，180万年的差距会非常悬殊。我们比满清才领先了100多年，可是技术已经面目全非了……
但是，相对于宇宙137亿年的历史，180万年只是很短的一段时间，既然宇宙中到处都有智慧生物，它们应该分别处于各种不同的发展阶段，且越先进的文明越有能力把飞船派到太阳系来，因此即使先进的文明数量较少，我们也应该看到更多比奥陌陌领先10亿年、20亿年的，使用各种我们完全无法理解的技术的航天器考察地球。
即使出于某种原因，那些领先我们10亿年的文明制造的航天器，使用了我们无法感知的技术，或者他们就是刻意不让我们知道，或者他们对地球这样落后的星球完全没兴趣，但是那些只比我们领先500万年、1000万年的文明呢？从我们地球人目前的思维来看，至少我们现在还在拿着大喇叭对着太空大叫：“我们在这里，快来看吧！”我们也有理由相信至少有一部分比我们先进的文明，会有主动交流的愿望，但是他们为什么没有出现呢？
退一万步讲，即使别的文明星球不愿意与地球交流，那么至少这个发射奥陌陌的星球是愿意交流的吧？一万年前，地球人才刚刚学会种粮食，现在地球人已经能够发射旅行家1号了。那么发射奥陌陌的这个星球，在发射奥陌陌之后一万年，科技应该发展到什么水平？我不好说他们有了超光速飞船，但我们完全可以猜想那时他们应该能制造0.1倍光速的飞船了吧？这个0.1倍光速的飞船，即使晚出发一万年，也应该比奥陌陌先抵达地球吧？发射奥陌陌两万年后，他们也许有了0.9倍光速的飞船，且可以一次发射一百万艘，其中100艘来到地球也是合理的吧？但它们在哪儿呢？为什么我们实际见到的，仍然是这艘技术大约相当于旅行家1号水平的奥陌陌呢？
D、经过对C的思考，我们有理由相信，比发射奥陌陌的星球或者我们地球先进很多的文明，也许真的不存在？即使发射奥陌陌的那个星球，他们也没有发射更先进的飞船来到地球，是否说明他们在发射奥陌陌之后不久，科技发展就陷入了停滞，抑或这个星球已经毁灭？


总结

推论到这一步，我们不得不深刻地怀疑：难道就在我们之后不久，横亘着那道真正的大过滤器之墙？——宇宙中可能还没有进化出可以进行实用的星际旅行技术的文明。
那么这大过滤器究竟是什么呢？也许有各种可能，但最容易被想到的，有三种：
①实用的星际旅行技术，永远无法实现，所有文明最终都将被困死在自己星球附近。
②为了发展实用的星际旅行技术或别的某项技术，所必须进行的某些实验也许非常危险，一旦失控，整个文明都被毁灭。
③人类是先有了核武器，之后才有了航天技术，其它星球应该大致差不多，至少航天技术和核武器技术的门槛差不太多，而人类至今没有找到彻底避免战争的方法，也就是说和平技术比毁灭文明的技术的门槛更高。也许这终将导致文明必定毁于战争。


更多思考

抛开大过滤器理论不谈，我只想说说作为常识性的，我们对外星科技/未知科技的一般性判断原则。
首先我个人是不相信奥陌陌是外星飞船的。理由是，一个能够飞越数百光年来到地球的文明，还在用和我们相似水平的技术？这无论如何都有点皇帝的金锄头的感觉。
你也许会说，我们不也发射了旅行家1号吗？也许这正好是一艘外星旅行家1号呢？
但是你想想，人类发展漫长历史长河中，也许只有我们目前所处的时间节点上才会发射旅行家1号，一瞬间的事。而这一瞬间的产物，刚好被我们地球人，在刚好相同技术水平的一瞬间发现，这得要多巧啊？感觉比一个人一生中被雷劈100次还要难。


同样的，前段时间很热的塔比星——疑似戴森球，我也觉得很荒谬。
都能建造如此巨大的工程了，还在用我们地球人都已经了解的技术获取能源？
这就跟古人想象，未来为了发展经济，提高货物运输能力，一定会开发一种由一万匹马拉的马车一样可笑。
我宁愿相信来到地球的外星飞船必定是来无踪去无影，可以瞬移，可以凭空消失的，正如某些地摊杂志中描写的UFO那样，也不会相信外星飞船会和我们的一样，喷着长长的化学尾焰，进入大气层后还利用伯努利原理的机翼飞行……