太空外星人研究或将迎来首个研究生项目

科学家旨在使地外文明探索研究在学术上受到尊重

2018年春季的一天,天体物理学教授 Jason Wright 给他的学生们布置了一项艰巨的任务:在一个学期内,为搜寻地外文明 (SETI) 做出实质性的、新颖的贡献。这类研究通常是博士论文的专属,是多年辛勤劳动和曲折经历的结晶。但 Wright 要求他在宾夕法尼亚州立大学(该校有史以来第一个 SETI 研究生课程)课堂上的学生进行这项工作,因为这似乎是可行的:就像 19 世纪的博物学家可以简单地在热带地区跋涉并发现新物种一样,新兴的 SETI 科学家仍然有很多唾手可得(但很诱人)的成果可以采摘。尽管 SETI 已经存在了大约 60 年,但它仍然是一个规模很小且不成熟的学术领域,其研究主要在象牙塔之外进行。宾夕法尼亚州立大学希望改变这两种状况。

最初的课程是一项实验,但现在已列入学校的官方课程目录,代表着该大学在推动 SETI 研究方面迈出的第一小步。巨大的飞跃将是宾夕法尼亚州立大学地外文明研究中心(Penn State Extraterrestrial Intelligence Center),简称 PSETI 中心 的成立:这是一个旨在资助研究、举办会议、教育学生以及培养下一代(以及下下一代)寻找太空外星人的科学家 的正式学术中心。如果一切顺利,Wright 计划在 7 月举行的首届宾夕法尼亚州立大学 SETI 研讨会上为 PSETI 中心揭幕。

偶然进入 SETI 领域


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掌舵这艘尚未建成的“船”的是 Wright,他是一位和蔼可亲、口齿伶俐的人,直到最近,他主要研究系外行星,而不是潜在地外生物的迹象。他进入 SETI 研究领域是一个巧合,是过去和现在的一次碰撞,就像任何碰撞一样,这让他朝着新的方向发展。2012 年,他参加了托莱多大学 (University of Toledo) 的 Michael Cushing 关于 Y 型矮星的讲座,Y 型矮星是比人体有时还要冷的小型类恒星球体。它们隐藏在广域红外巡天探测器 (WISE) 的数据中。“他发现了一两个物体,它们的温度和太空中的室温差不多,”Wright 说,听起来仍然感到惊讶。

这些物体相对较低的温度让 Wright 的思绪回到了他的研究生时代,当时一位导师曾建议他使用名为 2MASS 的巡天数据寻找 戴森球——这是一种假想的外星工程项目,旨在捕获恒星的能量并辐射热量。Wright 最终没有继续这个项目,因为 2MASS 只能探测到发热的戴森球,而这种球体热得不切实际。实际上,这些结构如果存在,其温度可能更接近室温——就像 Wright 在 2012 年的学术研讨会上意识到的那样,像一颗 Y 型矮星;就像 WISE 可以看到的那样。“就是它了!”他想。“这就是数据集。” 他与宾夕法尼亚州立大学的天文学家 Steinn Sigurdsson 一起,构思了一个名为 G-HAT(或 Glimpsing Heat from Alien Technologies,意为“瞥见来自外星技术的熱量”)的项目。两人筛选了 WISE 数据,寻找生命迹象。

他们没有发现任何迹象,但当 Wright 在搜索时,又一个想法浮现在他的脑海:戴森球会在可见光望远镜中出现——当它们在其恒星前方经过时,它们会阻挡星光。有一天,当他研究这个假设性想法时,一位名叫塔贝莎·博亚吉安 (Tabetha Boyajian) 的天文学家顺道拜访了他的办公室。她手里拿着一些关于一颗恒星的奇怪数据,这颗恒星周期性地变暗超过 20%,就好像有什么东西大的物体在我们和它之间经过——就像戴森球会做的那样。Wright 命运般地向《大西洋月刊》(Atlantic) 的一位记者提到了这个想法。正如与外星人有关的头条新闻经常做的那样,这条新闻迅速走红。突然之间,一个只做过少量 SETI 研究的人因此而声名鹊起——或者臭名昭著。

很快,当记者们需要为他们的“我不是说这是外星人,但是……”之类的文章寻求评论时,他们找到了 Wright。他决定接受这种声名鹊起——在美学和学术上——并使其他人更容易这样做。Wright 意识到,SETI 的障碍就位于它的起跑线上。自 20 世纪 90 年代以来,资金主要不是来自美国宇航局 (NASA) 等天文学家通常依赖的联邦机构。没有培训计划。只有七个人获得了从事 SETI 研究的博士学位。还有一部分原因是人们称其为愚蠢、浪费、炒作驱动,并且在任何大学的殿堂中都显得格格不入。因此,当 SETI 研究所前董事会主席 John Gertz 提出成立一个基本上可以告别所有这些问题的学术中心时,Wright 接受了——并坚持了下来。这个想法最终变成了 PSETI 中心。

一项合法的追求

今天的 PSETI 中心拥有 Natalie Batalha(开普勒太空望远镜前任务科学家)和 Aleksander Wolszczan(最早共同发现系外行星的人之一)等顾问。他们共同希望将 SETI 发展成为一个成熟的学术领域。天文学家吉尔·塔特 (Jill Tarter) 一生致力于 SETI 研究,但主要不得不在大学和资助机构之外独立工作,她对该中心可能对研究意味着什么感到兴奋。“我们需要使 SETI 成为一项合法的学术追求,”她说。这样做也将为其他学科增添光彩。“这是教授更多传统科学、工程和数学主题的绝佳方式。”

PSETI 中心的首要任务是弄清楚科学家们已经进行了哪些重要的研究。“这就是学术界的一部分工作,”Wright 说。“它使学科规范化,并创建了一个被引用的著作规范和一个共同的知识体系,以便在此基础上进行构建。而这正是 SETI 一直以来所缺少的。” 尽管存在一些关于射电 SETI 的优秀概述文章,但很少有论文将整个领域整合在一起。“这里有很多隐藏的瑰宝,”他补充道,“所有这些我偶然发现但无人引用的论文。” 因此,科学家们一直在反复探索一些相同的想法,而没有意识到这一点。

作为初步解决方案,第一届研究生课程的一名学生 Alan Reyes 创建了一个全面的 SETI 研究库,作为他的期末项目。该课程的其他学生采取了不同的方法:William P. Bowman  和  Caleb Cañas 制作了一个迄今为止已完成的外星信号搜索数据库,该数据库成为 SETI 研究所可搜索的“技术特征”目录的一部分。Christian Gilbertson 与一个名为“突破聆听”(Breakthrough Listen) 的耗资 1 亿美元的私人资助 SETI 项目合作,使其公共 Python 代码真正可供外部人员使用。Sophia Sheikh 设计了一种在不了解太多运动的情况下,搜索因围绕恒星运动而倾斜的工程信号的方法。

Sheikh 计划作为 PSETI 中心成员从事 SETI 博士研究工作。但该中心尚未完全成立:它正在等待大学负责研究的副校长的批准。宾夕法尼亚州立大学埃伯利理学院院长兼 PSETI 中心支持者 Douglas Cavener 对获得批准充满信心。“校长已经在我们的顾问委员会中,即使我们还没有中心,”他说。富有的捐助者已承诺将其约 350 万美元的遗产捐赠给该中心的捐赠基金。PSETI 中心的资金将支持宾夕法尼亚州立大学的科学家及其项目、外部研究人员的工作、研讨会、教授职位和研究生工资。该倡议旨在成为 SETI 的稳定、支持性合作伙伴,就像美国宇航局 (NASA) 和国家科学基金会 (National Science Foundation) 等机构对其他子领域所做的那样。这对于一项必然漫长的任务(例如在宇宙中搜寻生命)尤其重要。“我们真的致力于长期投入,”Cavener 说。

没有人知道未来会怎样——会做出什么发现,会策划什么创新,会剖析什么信号。但即使天文学家有一天与外星文明取得联系,Wright 也相信 PSETI 中心仍然有用。SETI 这个首字母缩略词的含义只会改变:“S 只是从 ‘search’(搜索)变为 ‘study’(研究),”他说。

Sarah Scoles 是一位常驻科罗拉多州的科学记者,《大众科学》的特约编辑和 Undark 的高级撰稿人。她的最新著作是《倒计时:核武器的盲目未来》(Countdown: The Blinding Future of Nuclear Weapons) (Bold Type Books, 2024)。

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