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望远镜和太空任务

望远镜和太空任务

寻找astroengineers

01 Apr 2008

到目前为止未能通过寻找他们的无线电传输来寻找外星文明的证据,一些物理学家认为这是值得挑剔的天空,以便为他们的天文建设工作的迹象,写得布鲁斯·拔耳线

有没有人在那里?

“如果他们在那里,他们在哪里?”这是令人难以置信的50多年前,由意大利出生的物理学家Enrico Fermi在提到聪明的外星文明可能躺在太阳系的范围之外。鉴于宇宙的巨大时代和巨大的太阳般的星星,地球不是唯一的地方唯一的地方的唯一阳光明星。然而,过去半个世纪,研究人员积极寻找这种外星文明的迹象,迄今已空手而归。

这些搜索几乎所有都涉及寻找可能已经通过外星文明传输的无线电或光学频率的电磁波。第一次这样的星际调查由美国天文学家弗兰克德雷克于1960年在国家射频天文学天文台进行,从那时起,他们的效率呈指数增长。实际上,加利福尼亚州目的内置艾伦望远镜阵列最近的职业典礼将允许参与寻求外星智力的人(seti.)在距离近1000光年的距离内进行智能无线电信号调查一百万个像智能信号。

到目前为止,迄今为止分析了多种候选的外星信号,无济于事,越来越多的Seti研究人员正在倡导更多的自由基方法来解决费米’问题。本月将于本月在加利福尼亚州圣克拉拉的天体学科科学会议上讨论的最具创新性之一,涉及以大规模的形式寻找外星手工的证据“astroengineering” projects.

科幻作家长期以来,先进的文明可能能够利用他们所有的父母明星’s energy by “macroengineering”他们的整个太阳系,甚至通过利用整个星系的能量。虽然这些astroengineering的壮举仍然是科幻小说的东西,但如果其他人已经建立了这样的话,那么这些结构看起来都没有什么是不科学的,然后搜索天空以证明他们可能的天文签名。

Dyson Spheres.

1960年,由科幻作家Olaf Stapledon的启发’s 1937 novel 星级制造者,理论物理学家弗里曼·塞森(Dyson)讨厌的是,先进的文明可能会承担大规模的纪念工程项目,该项目被称为Dyson Spheres(科学 131 1667)。 Dyson描述了能够利用他们的明星的文明’通过解构行星的行星大小的巨型特征,从它产生球形壳2–3 M厚,将围绕星形旋转。球体将平均半径为150 百万公里(略大于地球和太阳之间的距离)。原则上,Dyson球体的内表面将捕获,然后将太阳辐射转移到收集点,在那里它可以转换为可用的能量(参见“Harnessing a Sun”).

这提出了寻求外星生命的有趣前景。 1964年,苏联物理学家Nicolai Kardashev在他们的先进程度方面进行了外星文明—从ki到kiii。美国天文学家Carl Sagan估计人类勉强对基文明的尖端,这被定义为一个可以利用所有撞击其气氛的太阳辐射。相比之下,猕猴桃文明可以使用戴森球体直接利用其所王星’能量;虽然猕猴桃文明可以利用整个银河系’s energy.

“天空挤满了光纤红外源,但在光学频段中看不见的物体,” says Dyson. “没有理由认为他们中的任何一个都是人为的,但他们看起来只是戴森球体应该看的方式。”

问题是,从看起来相同的许多其他自然物体难以挑出这样的人工天文物品。虽然理论上,一个完美的戴森球体会吸收它的明星’S能量,因此散发出恒星在其大部分生命期间脱落的光学或紫外线辐射都不会释放出来,壳将使余热射流并产生强烈的红外发射。然而,在他们的生活的开始和结束时,星星沉浸在温暖的灰尘中,这也使它们在远红外线的强烈辐射。的确,衡量一颗星’S红外线过量是目前是在年轻恒星周围寻找推定的原子层磁盘的首选方法(见“观察挑战”).

因此,自然红外源的丰富将使难以单独使用红外辐射识别人工人工。尽管如此,Dyson说,我们可以幸运并检测具有特殊频谱的红外源或无法作为自然现象解释的时间变化。“我们不能确定这样的事情是不可能的,”Dyson说,普林斯顿高级研究所的Emeritus教授。

伯克利加州大学的Seti计划总监Dan Werttthimer同意。“你可以争论直到你’脸上的蓝色是文明是否建立了疑似领域,但如果它’那种可能性,为什么不看?” he says.

红外推论

已经有少数关于Dyson Spheres的搜索。 2004年,Werttthimer和他的本科Charlie Conroy分析了来自1000亿岁的太阳能恒星的光谱数据,至少为十亿岁,确保星星长落下与原子层盘相关的灰尘。该货币对用过多的红外发射搜索32颗恒星,用于表示人为智能起源的异常无线发射或光学纳秒激光脉冲的迹象,但他们发现没有可验证信号。 Werttthimer说,对这些候选人的最可能解释是存在一些灰尘,即使他们是古老的明星。

同时,退休的费米尔粒子物理学家迪克卡里班仍然从芝加哥郊外的高能物理实验室工作,这花了过去五年的艰苦惠花11,224次被红外天文卫星(IRA)击倒了一少数候选人红外排放。 Carrigan甚至接受了一些球形可能无法完全完成的可能性。从含有超过一百万太阳能型恒星的调查区域,两者被扫描了异常无线电信号:没有发现。

卡里坎之一’S Main选择标准,除了缺乏灰尘和没有指示人工构建体的某些光谱线外,还必须具有200的红外温度–600 K.他的推理是我们所知道的生活徘徊在200左右 K和400高于400的温度 k可以为外星文明产生问题’S电子产品。不出所料,不是每个人都同意这一点。

“It’难以预测,如果文明建立了疑似球体,他们将在200时将它们的垃圾热量缩放 K,” says Werthimer. “I also don’T购买他们将与我们相同的电子产品的论点。你可以’仅仅因为你没有而排除了先进的文明’T找到多余的热量,波长12 μm [对应于250的温度 K].”

Dyson领域可能不容易找到,但寻找它们是与实时Seti搜索相比的讨价还价,这通常涉及具有复杂电子和高科技望远镜的机架的主动观察程序。此外,与大多数无线电和光学特定搜索不同,寻找碑中的证据的天文学家无需假设外星人对星际通信具有积极兴趣。对于我们所知道的,他们可能是简单地想要恒星长寿的高科技隐士。

Fermilab Astrophysicist James Annis将这位哲学应用于他自己的有限搜索KIII文明。几年前,他分析了来自Ursa Major和Virgo Galaxy Clusters的137个不同星系的旋转动态。他绘制了恒星亮度与恒星速度分散,这是一定程度的恒星群体动态和动力学,因为星系进入并通过他们的宿主星系。在螺旋星系的情况下,该工程星系在该星系内封闭了该星系内的每几个太阳样星形,在达逊球体内都具有非常高的红外发射,低光学发光度和高银河系恒星旋转速度;或者在椭圆星系的情况下高速恒星分散。

根据Annis. ’计算,一个这样的宏观程度签名可能是您只能从星系中看到约100%的光。“如果您在红外线的候选星系周围看到明显的尘埃云,那么它可能是一个尘土飞扬的狂暴星系,灰尘非常丛生,你可以看到持续的明星形成,” he says. “但是,如果你有一个完全光滑的红外银河图像,没有块状,那’一个有趣的对象。”为了在银河系规模上创造这种光学调光,猕猴属金属文明将需要在其星系内的几乎每个阳光样的明星殖民。

“我们已经排除了某些文明,” says Werthimer. “I don’T认为有文明在那里,利用他们的星系或星系簇的整个力量。我的猜测是,只有来自档案的天文数据,我们将通过意外发现这种文明。”

恒星恢复活力

即使外星文明不决定在银河系统上建造戴逊球体,它们也可能有兴趣恢复他们的主人星星。我们的太阳在其主要序列阶段大约是一半,这将持续持续50亿左右。在它核心附近约10%的氢气烧毁后,太阳将开始进入其“red-giant”阶段,太阳能恒星留下主序列并向外膨胀,在其唤醒时燃烧一切。因此将任何剩余的氢混合到中央区域将有助于稳定恒星并阻碍这种膨胀的发作。例如,如果—从现在起十亿年—地球的居民是以某种方式混合在阳光下的氢气的10%’S信封深入核心,然后他们会延伸星星’寿命左右10亿年左右。

加拿大萨斯喀彻温省里贾纳大学的行星科学家Martin Beech说,这可能是使用激光的可能性。“如果您可以使用激光在阳光附近创建一个热点’S融合核心,那么这将导致额外氢气的自然对流混合,”他说。这几乎没有选择在我们发展的这个阶段的人类,但有没有办法我们可以找到一个更先进的猕猴桃化所取得的壮举?

伊利诺伊州西北大学的天体物理学家Fred Rasio说,在恒星已经烧毁后,任何可以将新鲜氢燃料重新加注到恒星核心的过程,虽然会让它看起来像一个“blue straggler”。这些恒星沿着燃料关闭点处的主序列散布,因此比周围簇中的所有其他恒星更热,更亮,更布鲁尔。被认为是由与其他太阳恒星的碰撞或由恒星二元合并的碰撞形成的蓝色陷阱器,其重新分配氢气并导致它们与具有相似质量相似的恒星不同。众所周知,大约有5000个蓝色的摔跤手是众所周知的,并且通常在年轻的开放式银河集群中找到,如我们的太阳形成了45亿年前的那个,在围绕我们的银河系的较老密集的球簇。

山毛榉相信蓝色的孤立者可能是碑中的,这将基本上看起来像是一个自然演进的蓝色摔跤手,虽然许多天体物理学家不同意。“这些球状集群对于生活来说是极其荒凉的环境,” says Rasio. “他们中的星星在比他们的寿命短的时间表上碰撞。”

马里兰州太空望远镜科学研究所的Mario Livio也指出,球状集群是众所周知的金属穷人,因此预计不会为地球状行星肥沃的狩猎场地。“为什么要在球状集群内调用astroengineering以解释什么是非常自然的蓝色斗争现象?” he asks.

“目前这是一个思想的实验,”山毛榉说,目前正在学习可能允许自然和人造蓝色陷阱的模型进行区分。“通常将开始进化到冷却温度的自然蓝色斑块,而在人为繁殖的蓝色孤立之星将始终发展到更热的温度。发现一个温度比天然合并产生的温度更热的蓝色孤立者将成为人工化工明的候选人的可能候选者,” he says.

能量假设

很难第二次猜测有什么样的工程亿岁的文明,能够在星系中的每一个像阳光的明星殖民的文明可能会想到。 Werttthimer意识到,如果发现外星生命,则可能会通过一些与seti无关的实验进行偶然—例如通过中性核,重力波或单极实验。正如戴森所指出的那样,无法预测外星文明的恒星能量的形式。

“有些人认为,先进的文明可能已经将其技术阶段变成了更深的阶段,” says Werthimer. “It’对于我不清楚,只是因为现在我们的文明关注石油的价格,这’是什么其他文明将进入。你可以在那里拥有非常高级的文明’对于无限量的能量来口渴。”

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