为什么我们可能无法发现太阳能电池技术信号：科学家讨论

本文讨论了为什么我们可能无法发现太阳能电池板技术信号。NASA的重点之一是理解宇宙中其他地方存在生命的潜力。尽管NASA尚未发现任何可靠的外星生命证据，但NASA正在探索太阳系以及更远的地方，帮助我们回答基本问题，包括我们是否在宇宙中孤独。

对于研究地球以外的生命潜力的人来说，一个长期存在的问题是试图确定微生物生命、复杂生命与我们可以从家里发现的高度先进的文明迹象（称为技术信号）的可能性。研究这类问题的答案可以帮助指导关于新望远镜或任务的建议，以强调寻找生命的最有可能的地点和方式。

最近，在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文假设，如果存在先进的外星文明，一个可能导致我们在从我们的角度使用望远镜时很难检测到他们的原因是因为他们的能源需求可能相对较小。如果他们的文化、技术和人口规模不需要大量能源，他们就没有必要建造巨大的太阳能收集结构，这些结构可以被当前或提出的望远镜探测到。根据我们自己地球经验，这样的结构可能是覆盖其行星表面相当大部分的太阳能电池阵列或环绕着他们母恒星运行的巨型结构，而这两种结构我们可能能够从我们自己的太阳系发现。

"我们发现即使我们目前的80亿人口在拥有高生活水平下稳定在30亿人口，并且我们只使用太阳能作为动力来源，我们仍然比地球上所有阳光所提供的能量消耗得少," 马里兰州格林贝尔的NASA戈达德空间飞行中心的Ravi Kopparapu表示。他是该论文的主要作者。

该研究对“费米悖论”具有影响，该悖论由物理学家恩里科·费米提出，问道，由于我们的星系古老而广阔，星际旅行虽然困难但可能存在，那么为什么外星文明到目前为止还没有在整个星系中传播？

"这意味着，文明可能并不觉得有必要在整个星系中扩张，因为即使他们选择了非常高的生活水平，他们也可能实现可持续的人口和能源使用水平," Kopparapu说道。“他们可能会在自己的恒星系统内扩张，甚至在附近的恒星系统内扩张，但可能不存在遍布整个星系的文明。”

此外，我们自己的技术专长可能还不能预测更先进的文明可能会做些什么。

“当考虑到技术的进步时，大规模的太阳能收集结构可能尤其过时,” NASA戈达德空间飞行中心和美国华盛顿特区大学的论文合著者Vincent Kofman补充道。“当然，一个能够在太空中放置巨大结构的社会将能够接触核聚变或其他节省空间的发电方法。”

研究人员使用计算机模型和NASA卫星数据模拟了一个类似地球的行星，其硅太阳能电池覆盖率各不相同。然后，该团队模拟了一台像 NASA可居住世界天文台提议的那样的先进望远镜，看看它是否能够探测到距离约30光年的行星上的太阳能电池，这在星系中是相对较近的，而星系跨越100,000光年。他们发现，使用那种类型的望远镜需要数百小时的观测时间才能探测到覆盖类似地球外行星23%陆地面积的太阳能电池的信号。然而，在高生活水平下对于30亿人口的需求仅为8.9%的太阳能电池覆盖率。

具有先进技术的外星文明可以通过他们的技术信号被发现——通过天文搜索可以探测或推断出的外星技术的观测表现形式。几十年来，科学家们一直在使用射电望远镜寻找潜在的外星射电传输。最近，天文学家们提议使用像可居住世界天文台这样的望远镜寻找其他类型的技术信号，例如在外行星大气中的化学“指纹”或在外行星反射的光中的特定特征，这可能宣告着庞大的硅太阳能阵列的存在。

新研究假设外星文明会用硅建造太阳能电池，因为与其他太阳能元素相比，硅相对丰富。此外，硅擅长将类似太阳的恒星发出的光转化为电能，并且开采和制造成太阳能电池是具有成本效益的。研究人员还假设假设外星文明会完全依赖太阳能。然而，如果使用其他能源，如核聚变，它将减少硅技术信号，使文明更难以检测。该研究进一步假设文明的人口在某个时刻会稳定下来。如果由于某种原因这种情况没有发生，也许他们将被驱使扩展到更深的太空中。最后，我们无法知道一个先进的文明是否正在使用我们尚未想象的需要巨大能量的东西。