“奧陌陌”是小行星、彗星，還是外星文明發(fā)射的探測器？
簡介：有關(guān)外星人和時空旅行者的一些理論。
圖源：ESA/哈勃/NASA/ESO/M.Kornmesser
2017年10月19日，夏威夷哈雷阿卡拉天文臺宣布，全景調(diào)查望遠鏡和快速反應(yīng)系統(tǒng)(PanSTARRS-1)探測到一個奇怪的物體，該物體在大約12天前(10月7日)飛過地球。人們很快意識到這是一個星際物體，也是第一個被觀測到穿過太陽系的天體。
按照傳統(tǒng)，天體的命名權(quán)屬于第一個發(fā)現(xiàn)它的機構(gòu)，這次是夏威夷的哈雷阿卡拉天文臺。因此，國際天文學(xué)聯(lián)合會將其命名為“奧陌陌”，在夏威夷語中是“偵察員”的意思(更準確地說，是“遠方首先到達的信使”)。
在接下來的十一天里，世界各地的天文臺(以及太空中的儀器)對奧陌陌進行了觀測，當時它在朝著飛馬座的方向飛向太陽系的邊緣。他們的觀察結(jié)果讓科學(xué)界的許多人摸不著頭腦，想要尋找可能的解釋。
首先，人們十分困惑于奧陌陌的分類。最初，人們認為它是一顆彗星，然后認為是一顆小行星，然后完全是另一種東西。但是，由于奧陌陌的光學(xué)、光譜和紅外數(shù)據(jù)顯示了奇異的特點，而且與任何已知天體都不一致，沒有人能確定它到底是什么。
然后是它奇怪的行為，比如，它在近日點時沒有長出尾巴，而且是加速離開太陽系?？梢钥隙ǖ闹挥袃杉拢旱谝唬@個物體來自星際空間；第二，天文學(xué)家從未見過這樣的天體。
就在這時，在奧陌陌在太陽系中來了又去的差不多一年之后，哈佛大學(xué)理科教授亞伯拉罕·勒布教授提出了一種有爭議的解釋。如果它與任何已知的自然物體不一致，那它可能是一個人造物體嗎——例如，一艘星際飛船？
從那以后，勒布教授在許多研究、論文以及(最近出版的)一本名為《地外來客：地外智慧生命的第一個跡象》的書中建立并解釋了這個假說。他的書在1月26日上架，并引起了更多關(guān)于奧陌陌的爭論。
這本書不僅關(guān)于科學(xué)興趣或理論，還包括了勒布教授分享的個人生活故事，以及這些如何影響他提出這個理論。他還花時間解釋了這個“星際訪客”的意義，以及對于未來的意義。
如果奧陌陌真的是一艘星際飛船，那么它對人類和地外文明搜尋計劃的影響將不可估量。但要真正理解這種可能性，人們必須拋開嘩眾取寵的爭議，認真審視現(xiàn)有的證據(jù)。
一個真正的“奇異”天體
國際天文學(xué)聯(lián)合會在10月至11月中旬三次改變了奧陌陌的命名，一定程度上說明了它令人困惑的特點。根據(jù)現(xiàn)代IAU命名慣例，天體的編號是由以下字母數(shù)字組成的代碼:
一個前綴，指對象的類型:
P／周期性彗星
C／非周期彗星
X／無法計算有意義軌道的彗星
D／不再存在或已消失的周期性彗星
I／所有星際物體，無論是彗星還是小行星
發(fā)現(xiàn)的年份
一個代表彗星發(fā)現(xiàn)的那半個月的字母
一個代表半個月內(nèi)發(fā)現(xiàn)順序的數(shù)字
最初，國際天文學(xué)聯(lián)合會命名它為C/2017U1,這反映了主流理論：這是一顆彗星。然后基于它更符合小行星特點的數(shù)據(jù)，改為了A／2017U1。最后，到11月中旬，他們最后一次把它更名為1I/2017 U1，表明它來自星際。
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2018年11月20日《科學(xué)美國人》雜志上的一篇文章中，勒布教授說，奧陌陌帶來了科學(xué)家們很難用“自然現(xiàn)象”解釋的六大異常。
簡單地總結(jié)一下，在我們的儀器觀測到它的11天時間里，收集的數(shù)據(jù)表明，奧陌陌要么極長，像雪茄一樣，要么更像是圓盤形狀。它還具有高反射率，由于加速而偏離了太陽引力所指示的軌道。
奧陌陌的運動學(xué)特征表明，它一定起源于一個非常特殊的參考系(在我們的銀河系中，500顆恒星中有1顆是這樣)，需要非常強大的推力才能把它拋出其母恒星系統(tǒng)。
最后一點是，這暗示著存在著大量的星際天體。如果我們銀河系中的每一顆恒星在其一生中都拋出了1千萬億(10^15)個天體，這就非?？赡?。
雖然不是不可能，但勒布引用了之前和之后的研究證明，研究人員總在低估銀河系中星際天體的可能數(shù)量。正如他所指出的，這些估算結(jié)果比10^15低了好幾個數(shù)量級。
這些異?，F(xiàn)象中的任何一個都可以用1/10，1/100，或1/1000的概率來解釋。但綜合考慮，這樣一個奇異的物體出現(xiàn)在我們的太陽系并表現(xiàn)出這樣的行為的幾率約為百萬分之一！
圖源：techeblog
一個“奇異”的理論
勒布教授特別感興趣的是奧陌陌加速離開太陽系的方式，這顯然是對太陽輻射壓的反應(yīng)。彗星暴露在太陽輻射下會釋放氣體，奧陌陌也有這樣的現(xiàn)象。
然而，由于加速度的增加并沒有伴隨著分解率的增加，科學(xué)家們已經(jīng)排除了奧陌陌是一顆彗星的可能性。由于科學(xué)家不能將其歸因于作用于它的引力，太陽輻射壓是唯一的解釋。
對此，勒布教授和他的一名博士后學(xué)生(薩繆爾·比亞利博士)開始考慮另一種解釋。如果奧陌陌根本不是一個自然物體呢，如果它是一艘星際飛船呢——或者可能是一個被遺棄的碎片?
當時，勒布剛剛為“突破射星”項目開發(fā)了光帆飛船的概念?！巴黄粕湫恰笔恰巴黄瞥h”于2016年啟動的一個項目，目的是開發(fā)一艘星際飛船，在我們一生的時間里到達半人馬座阿爾法星(4.37光年遠)。
概念類似于太陽帆，射星號的設(shè)計將包含一個由高反射材料組成的帆，由100億瓦激光加速。通過一個智能手機大小的航天器(星芯)來收集數(shù)據(jù)，射星號將能夠達到光速的20%(1.34億英里/小時;2.16億公里/小時)，并在大約20年內(nèi)到達半人馬座阿爾法星。
除了勒布教授，“突破射星”還依賴于加州大學(xué)圣巴巴拉分校的菲利普·盧賓教授的專業(yè)知識。多年來，盧賓教授在美國國家航空航天局的支持下，從事定向能(激光)應(yīng)用于太空旅行和行星防御的研究。
射星號之外，勒布教授和盧賓教授還在許多研究領(lǐng)域進行了廣泛的合作，其中包括一些開創(chuàng)性的論文，關(guān)于如何通過尋找技術(shù)活動的特征來檢測外星文明（又名“技術(shù)簽名”）。
2016年，盧賓教授發(fā)表了一篇論文，探討了定向能量系統(tǒng)的跡象作為技術(shù)特征的可能性。到了2018年，定向能量的溢出（如激光閃光)被收錄進了美國宇航局技術(shù)簽名目錄中。
考慮到這一切，勒布教授開始研究光帆的可能性，看看這樣是否可以解釋奧陌陌的反常行為。作為哈佛大學(xué)理論與計算研究所(UTC)的創(chuàng)始人，勒布精通測試理論、計算數(shù)字。
他們揭示的結(jié)果相當有趣，令人興奮！奧陌陌不僅在突然加速方面與光帆的性質(zhì)一致，它的其他奇異之處——圓盤形狀、低質(zhì)量與面積比，甚至它的軌道——都與飄進我們恒星系統(tǒng)的探測器一致。
勒布說，另一種“更奇特”的可能性是，它可能是被有意送過來的！畢竟，它的軌道讓它繞著太陽旋轉(zhuǎn)，并快速掠過地球，這與重力輔助和飛越機動一致。
這些可能性在當時看來顯然不切實際。但尤其令人困惑的是，光帆解釋與事實的契合程度，是其他(自然的)解釋無法做到的。正如勒布教授在電子郵件中解釋的那樣:
“光帆假說解釋了奧陌陌由于反射陽光而產(chǎn)生的過度加速。如果我們要用自然天體解釋，這許多的異常現(xiàn)象就得讓我們把它歸進從未見過的物體類型——而且所有的假說都帶有顯著的缺點：固態(tài)氫冰——會在旅程期間吸收星光蒸發(fā)殆盡；比空氣稀薄一百倍的積塵——材料強度不足以承受被太陽加熱到數(shù)百度；被潮汐力撕碎的殘片——不會擁有奧陌陌據(jù)推測的薄餅形?！?/p>
2018年10月，一篇名為《太陽輻射壓能否解釋奧陌陌的奇特加速?》的論文在網(wǎng)上發(fā)表，提出了這些爭論。該研究經(jīng)過同行評審，然后接受發(fā)表在11月8日的《天體物理學(xué)雜志通訊》上。
不同尋常的說法……
公平地說，并非只有勒布教授認為奧陌陌可能是一艘外星飛船。事實上，斯蒂芬·霍金教授和他在“突破聆聽”的同事們已經(jīng)考慮過這種可能性。這個項目也是由“突破計劃”發(fā)起的，是迄今為止進行的規(guī)模最大的地外文明搜尋計劃項目。
相關(guān)：以斯蒂芬·霍金為首的科學(xué)家們相信，訪問我們的星際物體可能是外星飛船
利用該計劃的網(wǎng)絡(luò)——包括綠岸望遠鏡、帕克斯望遠鏡和自動行星發(fā)現(xiàn)者——霍金和“聆聽”團隊在11天的觀測窗口期間監(jiān)測了奧陌陌，以尋找無線電信號的跡象。沒有發(fā)現(xiàn)信號，但外星人存在的可能性已經(jīng)泄露了！
從那以后，天體物理學(xué)家一直試圖提供其他解釋。這些可能性包括：奧陌陌是彗星在接近太陽時破碎的碎片，冰凍的氫分子組成的一塊板(一塊暗色的氫冰)，或者是由破碎的彗星碎片組成的聚集體(或星際塵埃團)。
然而，這些理論中沒有一個能長期存在。正如勒布所言，為了解釋觀測到的許多異?，F(xiàn)象，它們要么有致命的缺陷，假設(shè)了極不尋常的物體(類似的東西以前從未見過)，要么是假設(shè)了極不尋常的環(huán)境。
藝術(shù)家對光帆的想象圖。圖源：突破射星
與預(yù)期相同，在勒布首次分享假設(shè)之后的三年里，人們的反應(yīng)喜憂參半。一方面，它激發(fā)了公眾和媒體極大的熱情和轟動。勒布說:
“公眾的反應(yīng)非常積極。這本書一出版，就立刻成為世界許多國家的暢銷書。在過去的8周里，我接受了大約300個播客、電臺、電視臺和報紙的采訪。有24位電影制片人對這本書感興趣?！?/p>
與此同時，科學(xué)界對這本書的反應(yīng)讓勒布頗為失望。隨著這篇論文的發(fā)表(以及這本書的出版)，許多天文學(xué)界甚至地外文明搜尋界的人都對他的理論持批評態(tài)度。
大部分的驚愕似乎來自地外智慧生物這個主題，勒布認為科學(xué)界把這誤解為了一個非科學(xué)的問題：
“科學(xué)界的反應(yīng)大多充滿敵意，只有二十幾位同事給我發(fā)了電子郵件，說他們同意我的說法，但不敢公開表達他們的欽佩，因為擔心這可能會損害他們的職業(yè)機會。我希望科學(xué)討論能集中在解釋奧陌陌所表現(xiàn)出的異?，F(xiàn)象上，因為這才是科學(xué)探索的自然過程，來分辨奧陌陌起源于自然還是人工。”
圖源：sci-news
需要非同尋常的證據(jù)！
在《地外來客》一書中，勒布多次重申了他如何通過現(xiàn)有的證據(jù)得出假設(shè)，以及如何以一種完全科學(xué)的方式得出。2017年10月這11天的發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)界感到困惑，這是有原因的!
什么樣的自然物體又明亮，又平坦，反射率強(但很冷)，由于自旋而亮度變化很大，并且能夠偏離由太陽引力決定的路徑?
正如勒布強調(diào)的那樣，所有關(guān)于奧陌陌是天然物體的解釋，都假設(shè)了以前從未見過的物體，從統(tǒng)計學(xué)上講，它們比宇宙飛船更不可能出現(xiàn)。他認為，如果奧陌陌是彗星，就會有彗尾。如果是小行星，就不會在遠離太陽時加速。
如果它是一大塊氫冰，就會在近日點時蒸發(fā)掉。如果是一種極其罕見的彗星碎片集合(星際“塵埃團”)，它會在太陽附近燃燒或者解體。這些解釋都不符合事實，那么為什么不認為它是來自星際的光帆？
正如勒布和比亞利2017年的論文中所寫的那樣，“奧陌陌代表了一種新的星際薄物質(zhì)，要么在[星際介質(zhì)]或原行星盤中由未知的過程自然產(chǎn)生，要么是人工制造的?！焙喍灾?，如果它是天然的，那么就屬于從未檢測到的外來天體類型，以及來自未知的過程。
圖源：NASA/ESM/STScI
為了好玩，讓我們假設(shè)我們有可能確定奧陌陌是什么。然后又怎樣?如果它是一個我們從未見過的天然物體，這意味著在宇宙中有我們從未見過的奇異物體和過程。由此產(chǎn)生的研究潛力將是天文數(shù)字(毫不夸張！)
但如果它真的是星際光帆，其意義可能會大得多！當被問及可能是什么時，勒布用以下方式描述：
“這將產(chǎn)生巨大的影響，對于我們感知自己在宇宙中位置的方式、我們對太空的渴望以及我們的哲學(xué)和神學(xué)信仰。這種心理沖擊可能與我的女兒們上幼兒園第一天遇到的那種類似。在那之前，我的女兒們認為她們獨一無二，世界都以她們?yōu)橹行模瑳]有人比她們更聰明?！?/p>
他不在開玩笑！人類第一次有了確鑿的證據(jù)證明我們在宇宙中并不孤單。費米悖論將被永遠解決，我們也將知道未來要尋找什么。
我們也可能會有點緊張，因為有人沒有警告我們，就按響了我們的門鈴。如果我們知道他們要來，我們就會趕緊做好準備！我們中的許多人會抱好自己的珍寶，希望發(fā)送探測器的智慧生物不會計劃稍后出現(xiàn)來踢門！
有可能嗎？
自從勒布教授在2018年提出了他頗具爭議的理論以來，經(jīng)常有人引用卡爾?薩根的這句話，包括我自己。具體來說，就是受到這位已故科學(xué)家的地外文明搜尋研究的啟發(fā)：
“非凡的主張需要非凡的證據(jù)?！?/strong>
勒布教授自己在書中也引用了這句話，概括了他和同事們對奧陌陌的看法。他并沒有草率地得出“奧陌陌一定是一艘外星飛船”的結(jié)論，而是闡述了最初的好奇心讓他在給出解釋之前對證據(jù)進行了思考。
同樣，勒布在他的書中引用了另一段著名的內(nèi)容，描述了他提出有爭議假說的原因。這是阿瑟·柯南·道爾爵士的話，借他的著名文學(xué)角色，夏洛克·福爾摩斯之口說出:
“當你排除了不可能的事情，剩下的無論多么不可能，也一定是真相。”
這句話有效地總結(jié)了由法國著名學(xué)者勒內(nèi)·笛卡爾推廣的演繹推理法。如果我們窮盡所有關(guān)于奧陌陌的天然解釋，那還剩下什么?雖然這樣想似乎很奇怪，但唯一剩下的解釋就是它并非自然天體。
圖源：哈佛-史密松森CfA
但這不是重點。我們最終也無法確定奧陌陌到底是什么，因為目前無法收集到更多的數(shù)據(jù)。勒布在他的《地外來客》一書(以及帶來這本書的爭議理論)中提倡的是讓人們認真對待這種可能性。
在這方面，并不是只有他一個人。除了斯蒂芬·霍金博士和“突破聆聽”在努力探測奧陌陌發(fā)出的信號，偉大的卡爾·薩根也以在處理未知事物時鼓勵質(zhì)疑與想象而聞名。
1966年，薩根和洛西夫·什克洛夫斯基出版了《宇宙中的智慧生命》，這是什克洛夫斯基早期著作(《宇宙，生命智慧》，1962年在蘇聯(lián)出版)的英文版本。在第33章“直接接觸的可能后果”中，他們聲稱科學(xué)家們應(yīng)該認真對待外星人曾經(jīng)造訪過地球的可能性。
他們進一步提出，過去接觸的證據(jù)可以保存在各種文化的民間傳說和神話傳統(tǒng)中。薩根和什克洛夫斯基舉了一個例子，1786年太平洋西北地區(qū)的特林吉特人與法國拉白魯斯探險隊之間的接觸。
這一事件直到一個世紀后才被人類學(xué)家G.T.埃蒙斯記錄下來。雖然它以特林吉特神話為講述背景下，并包含了超自然的元素，但這些描述無疑是對真實事件的忠實復(fù)述。薩根和什克洛夫斯基認為，過去到訪地球的外星人也可能留下這樣的痕跡。
薩根和什克洛夫斯基肯定會強調(diào)質(zhì)疑的必要性，這在很大程度上是因為20世紀70年代末流行的“古代宇航員”理論。無論如何，他們敦促科學(xué)界在作出判斷之前考慮這種可能性。
同樣，勒布教授也敦促科學(xué)界對奧陌陌采取相同的態(tài)度，盡管對他來說，這不僅僅是科學(xué)方法或證據(jù)的問題。正如他所解釋的那樣，這也是為了鼓勵人們超越舒適和熟悉的事物，去考慮更多的可能性:
“一開始，我告訴出版商，如果世界上有一個人在讀了我的書之后決定成為一名科學(xué)家，我就很滿意了。上周，一位來自非洲馬拉維的婦女寫信給我說，她覺得我的書太偉大了，讓她想成為一名天文學(xué)家。我告訴她我最初與出版商的對話，并問她:‘你是那個讀了我的書后想成為科學(xué)家的人嗎?’她回答:‘要么是我，要么是我的小女兒?！已埶ス鹨娒媪恕！?/p>
by：Matthew S. Williams
FY: 五水合硫酸銅
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