中国天眼发现地外文明可疑信号，相关团队正进一步排查，信号如被证实存在这将意味着什么？

只是发现了异常的窄带信号，在扣除了所有可能干扰信号的影响前还是需要保持谨慎态度。简单谈谈其中几个问题：

• 如何搜寻地外文明？通过搜寻来自天空固定区域的窄带或脉冲形式的无线电信号，FAST的观测重心是带宽小于500赫兹，持续时间短于100秒的信号；
• 何为窄带信号？为什么窄带信号可能意味着地外文明的存在？所谓窄带信号，就是频谱的频率宽度（带宽）最多只有几十赫兹的电磁波信号，而宇宙天体物理过程辐射的电磁波频率宽度基本大于500赫兹，带宽小于这一值的信号来自智能文明的概率很高。星际介质对于射电波是透明的，地外文明的信号很容易传播，而FAST就是工作在射电波段，适合进行这项工作；
• 窄带信号就一定来自地外文明吗？当然不是。电视广播、雷达和卫星信号等人为射电信号，自然界的闪电、火花等天然射电信号都会形成干扰，其中最难扣除的是手机等移动设备的频率漂移产生的假信号，因为地外信号也会因为和地球相对运动的多普勒效应产生频率漂移，所以数据处理过程必然要慎之又慎；
• 目前做地外文明搜寻的项目有哪些，FAST有何优势？加州大学伯克利分校的SETI团队已经先后使用阿雷西博（300m）、绿岸（100m）和Parkes等射电望远镜进行了40余年的搜寻。FAST作为目前全球最大单口径望远镜，灵敏度比阿雷西博要高，可以接收更微弱的信号；而且视场也要更大，相同时间内能接收更大天区内的信号，观测效率更高。
• FAST搜索地外文明的方法是什么？根据能利用的能量大小，前苏联天文学家卡尔达雪夫将地外文明分为3级，能利用主恒星辐射到自身所在行星能量的为Ⅰ型 ，能利用主恒星辐射的所有能量的为Ⅱ型 ，能利用所在星系的能量的为Ⅲ型，文明的技术发展水平依次上升，发出的射电信号功率也越来越强。为了保证搜寻的成功率，FAST对Ⅰ型 和文明等级高于Ⅰ型的文明采取不同的搜索技术：Ⅰ型文明发射的信号功率弱，就对准其他探测器（如TESS）发现的离太阳系较近的系外行星系统，使用FAST各个频段的接收机进行长时间观测以提取出微弱的信号；而Ⅱ型和Ⅲ型文明发射的信号足够强，即使远在银河系之外也能被FAST检测到，所以FAST直接对准了离银河系最近的大星系M31（如下图），以一定频次进行短时间观测，观测视场就囊括了其中的数千亿颗恒星，足以保证不会漏掉M31的任何一个高级文明！所以如果找到的异常信号是来自M31的方向，通过色散量的测量确定确实来自M31，那很可能是发展水平超过我们人类的高级文明！
• 以FAST的实力能探测到地外文明吗？离我们200光年左右的行星上如果有智能文明发出带宽1Hz的信号，FAST对其进行5分钟的观测，理论上以FAST的灵敏度，前者的功率只要达到 就能被FAST检测到，作为对比，地球上人类活动发出的射电信号功率约为 ，远远高于前者，所以单从探测灵敏度来看，FAST完全有可能发现几百光年内智能文明的信号；如果信号来自M31，需要达到的功率是 ，比卡尔达雪夫Ⅱ和Ⅲ型文明能达到的水平都要低，所以即便FAST最终没在M31检测到任何信号，也能对卡尔达雪夫Ⅱ和Ⅲ型文明是否存在给出很好的限制。但FAST的高灵敏度是一把双刃剑：人工噪声也很容易就被接收到，扣除起来十分麻烦。即便不进行地外文明搜寻，FAST的日常观测也会发现不少未知的干扰源。地外文明的信号真要和人工干扰区分完全区分开来，目前还是十分困难的任务，所以光凭FAST一家观测是不够的，还需要其他波段的跟踪观测。举个例子，如果近邻的系外行星系统发现异常窄带信号，可利用红外、光学波段望远镜（如最近发射升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜JWST）对其进行成像和光谱观测，从其表面的照片和大气成分搜寻可能的文明痕迹。

那地外文明的信号长什么样呢？原则上来说我们是没法预测的，但可以我们的地球为基础进行合理的推测，如下图所示，已经飞离太阳系的“旅行者1号”在绿岸射电望远镜中的观测图像应该就比较接近一个智能文明产生的信号。旅行者1号就如一叶孤舟，但地球又何尝不是呢？也许现有技术条件下搜寻地外文明的努力终归是徒劳，但有一点毫无疑问：我们应好好珍惜这浩渺星河中的“暗淡蓝点”、我们已知唯一的家园--地球。

参考资料：

张志嵩等：基于FAST望远镜的地外文明共时观测，深空探测学报，2020年

Li, D., “Opportunities to search for extraterrestrial intelligence with the FAST”, Research in Astronomy and Astrophysics, vol. 20, no. 5, 2020. doi:10.1088/1674-4527/20/5/78

Brzycki, B., “Setigen: Simulating Radio Technosignatures for the Search for Extraterrestrial Intelligence”, The Astronomical Journal, vol. 163, no. 5, 2022. doi:10.3847/1538-3881/ac5e3d

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