藝術家再現了一顆可能支持先進文明的潛在水世界係外行星。這種生命可以通過工業或其他活動的技術簽名來宣傳自己的存在。鳴謝:uux.cn/歐空局/哈勃/ M .科恩梅塞
（神秘的地球uux.cn）據《今日宇宙》（卡羅琳·柯林斯·彼得森）：在一個越來越多的係外行星圍繞其他恒星旋轉的時代，天文學家尋找先進文明的標誌是很自然的。這種特征可能有生物學或技術上的原因。
如果我們不尋找無線電信號(就像SETI和其他人所做的那樣)，而是尋找一些稍微不同的東西，會怎麽樣？科技社會製造的大氣汙染證據如何？畢竟，我們在地球上對它很熟悉。這是麻省理工學院的薩拉·西格和一個國際科學家小組在科學報告中發表的一篇論文的主旨。
他們認為，通過尋找不是由生命創造的化學物質，可能會發現科技文明。具體來說，該小組提出了三氟化氮(NF3)和六氟化硫(SF6)。它們是理想的技術特征氣體，因為正如他們在論文中所說，“據了解，地球上的生命不會產生任何具有N-F或S-F鍵的分子，這包括全氟化的N和S化合物。”
事實上，該論文指出，氟幾乎被排除在地球生命化學之外。其他自然過程也不會產生大量的二氧化碳。那就隻剩下人為(理解為:工業)汙染了。換句話說，這些氣體是工業活動的大氣副產品。在地球上，自工業革命開始以來，它們的數量迅速增加(從幾乎不存在開始)。
這些氣體不僅特定於工業過程(至少在地球上)，而且它們具有非常獨特的光譜特征。當在遙遠星球的大氣中發現它們時，它們的光譜指紋會從背景光譜中跳出來。因此，如果天文學家在一個外星世界的大氣中看到這些指紋，也許是一個相當先進的文明產生了它們。
尋找高級文明的化學指紋
正如我們最近了解到的，天文學家現在可以更詳細地搜索係外行星大氣中的氣體。而且，這些搜索發現了可能有生命存在的氣體。一個可能的JWST觀測顯示了生物衍生氣體的證據。當光線穿過地球大氣層時，望遠鏡分析了來自行星恒星的光線，數據中顯示了氣體的指紋。
通過JWST的光譜學是天文學家等了幾十年才使用的強大工具。但是，並不是所有的發現都是生物衍生的氣體。同樣的技術可以用來尋找技術衍生的。這包括西格團隊建議的技術簽名。
為了在係外行星大氣中尋找證據，西格的團隊創造了一種新工具，稱為“光譜方陣圖”。本質上，它允許用戶創建氣體分子光譜中所有光譜峰值的可視化比較。它將具有相似峰的分子聚集在一起。這允許進一步分析光譜簇。此外，該團隊使用其數據來模擬模型大氣。結果是科學家們想要在目標行星上探測的氣體的大氣豐度的近似值。該團隊還維護著一個由自然生化過程產生的化合物的“天然產品數據庫”。這有助於他們理解可能來自非生物(工業)過程的全氟化合物的獨特性質。
生命的其他簽名呢？
生物學和工業過程並不是天文學家能夠搜尋到的生命線索。還有很多其他的技術特征可能會出現。它們可能包括在某個世界上看到的人造光、某種巨型結構(在行星上或周圍，如戴森球)、廢熱或其他類型的排放物，或者某種無線電信號。
天文學和天體物理學領域充斥著驚人的數據。事實證明，天文學家正坐在一座信息的金礦上，其中很可能包括來自其他文明的技術特征。這些數據來自所有波長的天空調查和太陽係探索的數據流。將這樣的信息寶庫與機器學習算法和人工智能的興起結合起來，我們就有了尋找技術簽名的複雜工具。它們可以幫助識別調查數據中的異常，這些異常可能表明生命和高級文明的存在。
利用大數據搜尋高級文明
2019年，由George Djorgovski領導的一群天文學家召開了一場名為“數據驅動的先進文明技術簽名搜索方法”的研討會。它是由凱克空間研究所舉辦的。目的是根據尋找其他行星的進展和數據驅動的天文學的發展，重新審視對外星技術證據的搜索。盡管由於疫情工廠的停工而延期，但這次研討會的最終報告仍然非常有趣。它概述了研討會的背景和動機，並審查了使用天文學數據大數據庫的方法。
特別是，該報告專注於機器學習，以發現可能表明技術簽名的“離群數據”。它還討論了在大型數據庫中尋找什麽(包括像戴森斯結構這樣的東西)。最後，它概述了在數據庫中尋找的其他類型的信號，以及在太陽係內部搜索人工製品的一些可能的想法。
有趣的是，該報告還表明，天文學和天體物理學的意外發現將是在其他地方尋找生命的結果。它指出，“這次研討會的一個重要成果是，技術簽名搜索應該以符合弗裏曼·戴森的“SETI調查第一定律”的方式進行，即“即使沒有發現外星人，每次對外星文明的搜索都應該有計劃地給出有趣的結果。“這種技術特征搜索的方法與美國宇航局的生物特征方法是相稱的，因為沒有一個單一的觀察或測量可以為生命的探測提供完全的確定性。”
公眾對《搜索》的接受程度
然而，在別處尋找生命的最大因素之一是不科學的。這是社交。正如西格的論文和凱克的報告所提到的，當我們進行這些搜索時，我們必須檢查我們自己的偏見。很長一段時間，人們簡單地認為其他文明會自然地向我們發出“宇宙問候”。或者，他們會坐著飛碟來找我們。正如兩篇論文所指出的，來自其他文明的信號可能比我們預期的更加微妙和陌生。
“社會”等式的另一部分是，在其他地方尋找生命需要大量的公共支持。凱克報告指出:“目前，SETI和尋找技術簽名遇到了正反兩方麵的反應。許多過去的論文和主張是錯誤的，並導致其他人做出未經科學驗證的荒謬主張。開始尋找係外行星時也出現了同樣的情況。將係外行星領域納入主流需要許多經過驗證的探測。重要的是要有財政支持(因此也是公眾支持)，以便能夠認真尋找技術簽名。”
凱克的報告建議科學家以有助於解釋所涉及的科學和發現的利害關係的方式接近觀眾。麵向公眾的消息將與旨在獲得社區內部同行評審支持的消息截然不同。當然，資助機構需要看到來自合法科學團隊的資助提議，這些科學團隊盡其所能推進天文學、天體物理學以及在其他地方尋找生命的領域。這種結合公共教育的方法將非常重要，特別是科學家們現在能夠在宇宙中尋找生命的過程中對係外行星及其大氣層進行詳細的研究。

(责任编辑：蔡榮祖)