如何不被外星生物发现?
【千问解读】
我们对宇宙探索重要课题之一是寻找外星生命,如果真的有外星生命,他们又何尝不是在寻找我们呢?本文讲述的是用一些手段来隐藏自己,不被发现。“藏好自己,做好清理。
”这一箴言的第二句我们现在肯定是做不到了,但就连第一句也有困难——想想我们发现其他行星有多容易吧。
截至2016年3月31日,地球人已经确认发现了1963颗地外行星。
其中,足足1292颗是由所谓“凌日法”(transit)发现的。
它利用的原理很简单:亮度差异。
恒星发光,行星自身不发光只能反射,其微弱光芒几乎总是会被恒星淹没,这让地球人很难直接观察到行星本身。
但是,当行星转动到恒星“前面”的时候,就会挡住一部分它发出的光,令恒星看起来变暗了。
如果一颗恒星看起来总是周期性变暗一点点,就可以认为它周围有至少一颗行星。
(一些地球天文学家正是根据天会周期性变黑的现象,做出了“太阳周围至少有一颗行星”的判断。
)凌日法的主力是开普勒项目。
开普勒卫星发射至今7年,已经确认了1044颗行星,超过全部已知地外行星的一半;还有3699颗未经确认的备选。
过去10年里,75%的新发现地外行星是凌日法发现的,其中80%来自开普勒。
开普勒项目发现的一些地外行星的艺术想象图。
图片来源:spaceref.com但是这一欣欣向荣的场景中也隐藏着危机。
如果我们发现其他行星如此容易,那么反过来也是一样。
地球每绕太阳一圈,就是向整个黄道平面发送了一个自身存在的信号;迄今为止,已经有45.5亿个这样的信号飘荡在太空中。
作为宜居带里大小适中的岩质行星,这样暴露无疑是巨大的威胁。
所幸,就在前不久,两位地球天体物理学家大卫·季平(David M. Kipping)和阿列克斯·提切(Alex Teachey)提出了一种隐身方案:既然地球的遮蔽会让亮度降低,那么向外发射激光,把亮度补回来就是了。
反凌日探测的基本原理。
图片来源:论文截图
亮度隐身
因为人类已经知道周围有哪些宜居行星可能发现地球的存在,所以我们可以向太空中发射一组精细调节的镜子(或者直接使用地球气候工程所计划的镜子阵列),利用它们来精密控制我们所发射的激光。在地球进入相应凌日阶段的一瞬间,激光启动,向相应方向发射,正好抵消因凌日导致的亮度降低,就不会被发现了。
虽然听起来可怕,实际上并不需要非常多的能量。
太阳的最高亮度在600nm波长附近,为了抵消凌日效果,所需功率峰值只有大约60MW。
而且,因为实际上观测者只会采用全光谱中相对窄的波段,能量需求还可以进一步降低——对于开普勒项目而言,30MW峰值就可以完全骗过。
凌日本身的亮度变化,和激光的亮度变化。
图片来源:论文截图而由于每次凌日的时间都极为短暂,所以大部分时间里这一激光都无需工作。
地球掩太阳一次的全程只有13小时,因此只需要日常连续以87kW的功率发电并储藏,在短暂的凌日过程中一下释放出来就可以了。
这一要求其实不高,国际空间站的太阳能板都可以产生84-120kW的电力。
当然,如果需要对N个潜在文明隐藏自身存在,那就需要产生N倍于此的电力。
色谱隐身
亮度隐身存在一个问题:如果外星文明的凌日法足够高级,不但发现了整体亮度差异,还能准确测得整个光谱上所有波段的强度,那么用一个激光来代替太阳的计划就要露馅了。办法也简单:可以用一大批不同种类的激光器,分波段完全模拟太阳的光谱。
因为数量大,还可以降低对每一个激光器峰值的要求。
根据计算,这样的总能量要求会相继提升,峰值功率需要约250MW,实现成本会增加,但是对技术的要求可能会更低。
生物隐身
但其实,行星数量众多,就算被发现了可能也无伤大雅。真正带来危险的,是地球被发现可以支撑生命——那么我们要么将成为殖民对象,要么会遭受二向箔打击。
相应地,我们可以利用色谱隐身的工具,但只是把地球的生物信号遮蔽——比如,遮蔽掉整个大气层,或者只遮蔽氧气。
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