火星发现液态湖，未来人类可以交到外星盆友吗？| 鼓楼新悦

火星南极冰盖下隐藏一片由液态水组成的湖泊。

图片来源：NASA/JPL/MALIN SPACE SCIENCE SYSTEMS

7月25日晚，来自意大利宇航局发布的一则新闻让新宝睡意全无，兴奋了起来：火星南极附近冰层地下发现液态湖。

发现了水，下一步，科学家们会不会发现地外生命？

新宝很关心的是，未来我们是不是能交到外星盆友了？

这是一个很重要的问题哦！

在对待外星人这件事儿上，人们总是充满好奇。我们通过各种方式试图联系地外生命，但结果总是杳无回音。

那么，假如真的有外星人，且主动联系地球人，我们之间就能发现彼此了吗？

还是这本脑洞大开的书：

《假如地球是个甜甜圈》

在距离太阳系最近的恒星

半人马座α星

做了个实验

图片来源：维基百科

假如半人马座α星上有外星人会怎样？

为大家提前脑补下人类与外星人互相寻觅的有趣场面，快来看看未来的你能不能碰上！

全程烧脑，抢先阅读↓↓

《假如地球是个甜甜圈》

摘编（新书抢先看）

注：以下图文主要摘编自《假如地球是个甜甜圈》，

部分图片来自网络。

假如半人马座α星上有外星人

半人马座α星是距离太阳系最近的恒星，假如它的一颗行星上生活着一群会用无线电的外星人……

“咚咚咚……”外星邻居突然来敲门……

图片来源：《假如地球是个甜甜圈》

不久前一个夏天的晚上，我的脑海中出现了这样的场景：夜幕降临，晚饭时间快到了。在丛林边有一幢房子，阳台上的桌子上摆着兰花。兰花里有两只小指尖那么小的青蛙。它们和树林里的青蛙一起卖力地叫着。我们就暂且把这两只青蛙叫做罗密欧和朱丽叶吧。罗密欧不时声嘶力竭的喊着，“呱——”，喊完就在叶子间跳来跳去寻找朱丽叶。不幸的是，当朱丽叶听到罗密欧的声音，它就立刻停在原地不动了，可这样一来，找到它就变得更不容易，罗密欧从它身边经过都感觉不到它的存在……最后的结果就是，在这个不大的花盆里，罗密欧和朱丽叶花了三刻钟的时间才终于见到了对方。而这正是外星人会遇到的难题。

图片来源：电影《罗密欧与朱丽叶》（Romeo+Juliet）

近一个世纪以来，我们人类一直用无线电波进行海上通信，用无线电波发送调频广播和电视节目。后来手机得到了普及，无线电波更是无处不在了。在这些信号中，相当一部分会进入太空。如果我们附近有另一个星球也在发射类似的电视信号和手机信号，也就是说他们也向太空中发射大量的无线电波，那么我们和外星人找到彼此会比花盆里的两只青蛙更容易吗？

图片来源：电影《银河护卫队2》

这个问题的症结在于，无线电信号的功率（每秒钟传输的能量）与距离的平方成反比，也就是说，当你与波源的距离变为10倍时，信号就会弱100倍。而离我们地球最近的恒星，更确切地说是半人马座α星的两颗恒星，离我们也有4.3光年。这是什么概念呢？如果把我们的太阳看做一粒沙子，那么地球大概就是红血球大小，它的运转轨道距离太阳5厘米。冥王星在太阳2米之外。这个时候的半人马座α星也变成了两粒沙子，它们和太阳的距离是……13千米！因此是非常远的。

所以，要想接收到来自半人马座α星的信号，唯一的办法就是借助射电望远镜。射电望远镜看上去就像一个大圆盘，和接收电视信号的卫星天线锅一样，只不过它比卫星天线锅大得多，它能够将很大范围内的无线信号收集起来，集中到一个非常灵敏的接收机上。目前，世界上最大的射电望远镜在阿雷西博天文台，直径为302米，它位于波多黎各的一片树林里（那里生活着千百万只极小的青蛙）。条件适宜时，它能够探测出低于0.00000000000000000000001瓦/平方米的电波。很厉害吗？其实并没有。

阿雷西博射电望远镜

图片来源：维基百科

经过计算，我们惊奇的发现，就算半人马座居民的科技水平和我们一样先进，他们的无线电波进入太空后（除非他们的星球被一层TNT炸药所包围，否则一定会有无线电波逸散到太空之中），还没等离开他们的恒星系，我们就已经一点都探测不到了。所以我们完全没有可能收到他们的信号，同样，他们也得不到我们的消息。

那如果半人马座居民领先我们几个世纪呢？假如他们已经征服了太空，那么他们就不再局限于原本的“地球”，可以去恒星系中其他的星球上生活了：几千亿外星人有的住在“月球”上，有的移民到空间站，有的乘坐宇宙飞船来回穿梭。而所有这些人都需要通信啊！这样的话，如果传到太空中的信号接近10Gw，我们就应该能够探测到了吧？理论上是可以的，但探测到的信号也会极其微弱。因为10Gw的信号在传播了5光年之后，根本达不到人类接收机所需要的强度，就连我们最强大的射电望远镜都不行。这还不算什么。进入太空的无线电肯定不是以同一个频率发出来的，而是由很多种不同的频率相互叠加而成。这就更难探测了。事实上，射电望远镜的接收机需要设定在一个特定的频率上，因此能够接受到的波只是所有波中的一小部分。这样一来，电波的强度就好像一开始就弱了两三倍。所以，外星电波大概只需要走一光年就没法被探测到了……

图片来自网络

以外星人的名义，我们一定会做到的！这一次，我们假设半人马座居民比我们先进几千年，人口达到了几万亿。他们把周围所有的小行星都开采了个遍，造出了几十亿平方千米的太阳能板（这是地球表面积的好几倍），这些太阳能板飘在太空中吸收恒星发出的能量，用以供给高耗能的外星人（这么多能量是地球人消耗量的几万倍）。这样的话，他们星球释放出的无线电信号就能达到100Tw了，这么强的信号在6光年之外也探测得到。这就没问题了吧？确实没问题，可如果外星人不在离太阳系最近的半人马座α星，而是在12光年外离太阳系第二近的鲸鱼座T星，我们就又探测不到了。更重要的是，100Tw的能量就这么白白流失，这些超级先进的外星人也太大手大脚了，比我们人类还不懂得节能呢……不得不说，这种情况实在是太不切实际！

图片来自网络

所以我们发现，如果不是有意为之，来自外星球的无线电信号就算进入太空，也不太可能被人类探测出来。那么要接收到这种信号，唯一一种可能就是无线电信号是以波束的形式对准我们射过来的。你知道吗，这是有可能的。在地球上，我们的天文学家会向太空发射很强的雷达波束，这些波束如果遇到障碍物就会反射回来，通过这种方法，天文学家就能探测到可能会撞击到地球的小行星。他们所用到的也是射电望远镜的天线，只不过是将接收信号的接收机换成了发射信号的发射机。发射机发出的电波碰到射电望远镜的大圆盘后便折回来，形成狭窄的平行波束，然后射向天空。如果在波束方向上恰好有一台接收机，那么对它来说，从阿雷西博天文台发出的1Mw的波束信号就和22Tw朝各个方向射去的电波信号一样强。这就很有可行性了！

图片来源：电影《神偷奶爸》 

如果条件允许的话，半人马星的人大概也会做同样的事（谁也不想被大陨石砸到啊！），只不过他们发出的波束应当集中在他们所在的轨道平面上，不太可能射向我们这边……但谁能说得准呢！再说，他们的天文学家可能偶尔也想找点乐子，故意把波束对准我们，给我们发一条信息呢。

理论上，一个能量相当于22Tw的单频率信号就算从700光年以外的地方发来，我们的设备也能探测得到。万事大吉了吗？并没有。要想接收到这个信号，在信号到达地球时，我们的射电望远镜天线需要不偏不倚恰好朝向半人马座α星的方向。而且，我们还得脑袋一热，恰好决定接下来的几分钟甚至几十分钟都让天线保持这个方向一动不动。为什么呢？这和照相是一个道理：当曝光时间足够长，光线就会累积起来，这样比较暗的物体才能被照到（这就是为什么晚上拍的照片经常会虚）。OK，我们就假设射电望远镜恰好在正确的时间朝向了正确的方向，而且还保持了足够长的时间没有动。

图片来源：《假如地球是个甜甜圈》

这样，我们的接收机就发现了一个信号很强的波束。半人马座外星人通过闪烁的信号对我们说：“嗨！你们好吗？”。当信号强的时候，就是一个二进制数字1，信号弱的时候就相当于0。可惜的是，因为我们让信号堆积了好几分钟——假如说3分钟吧，所有的闪烁信号都摞在了一起，所以我们接收到的只是三分钟的“呱——”。要想让这些0和1依次被记录下来，那就得减少“曝光时间”：如果发来的信号是每秒钟10位数，曝光时间就得少于十分之一秒。（顺便说一句，这里又需要一个“恰好”：我们得在一无所知的情况下将设备恰好调到外星人选择的带宽，即每秒传输的位数b/s。）可是，如果曝光时间减少了，射电望远镜的灵敏度就会大大降低。这样的话，700光年的外传来的信号就不能被探测到了，十几光年的还差不多。而100b/s的带宽只够记录下一光年以内的信号……

太空中，没人听得到你的呼喊！

图片来源：《假如地球是个甜甜圈》

这是几个离太阳系比较近的恒星系统。包裹着它们的那一层球体云团里有很多冰冷的残片，也就是慧核，这是恒星系统在形成过程中残留下来的痕迹（太阳系外的这一层球体云团叫做奥尔特云）。按照上图的比例尺，各个恒星系统的行星都被各自恒星发出的光芒掩盖了，所以显示不出来。

如果半人马座α星的两颗恒星（α星A和α星B）分别有行星出现了和人类文明程度一样的外星人，那么从他们那里发送出来的无线电信号还没有离开半人马座α星系统就已经非常微弱了，我们的射电望远镜是捕捉不到的。只有当外星人比我们先进很多、发出的信号比我们强一百万倍的时候，我们才有可能探测到，而且前提是这些外星人完全没有节能的概念。

图片来自网络

如果外星人专门朝着地球的方向给我们发射信号（人类曾经就用阿雷西博的射电望远镜和克里米亚半岛叶夫帕托里亚市的射电望远镜向太空发出过信号），我们的接收机只有恰好在正确的时间对准正确的方向才可能接受得到。但很快就读不出信息了。用于探测小行星的雷达信号也很强，但这些信号一般都发射在行星运行的平面上。

如果离我们最近的外星人没有出现在半人马座α星，而是生活在鲸鱼座T星，我们能够探测到信号的可能性就更小了。

你明白了吗？我们唯一有希望获取的外星人信号要么是短促的雷达波，要么是专门向我们发送的信息，然而这个信息的内容我们很可能也没法理解（除非我们能事先沟通好时间、带宽、频率）。这就和那两只热带青蛙一样，尽管我们离的不远，但几乎感觉不到对方的存在，只是偶尔听到一声短促的“呱——”。这个结论让你感到很悲凉么？别这么悲观。

图片来源：游戏《旅行青蛙》

有些科学家认为，既然我们经过50年的研究都没有收到任何外星人传来的信号，那就说明外星人是不存在的。

但我们刚才所说的这一切恰恰证明他们是错的，因为就算外星人离我们不远，就算他们的科技无比发达，他们的信号也很难传到我们这里来。更让人惊奇的是，无线电天文学家曾经发现过频率很单一、简短但有力的无线电信号。比如1997年发现的来自人马座的讯号“Wow!”，还有来自距太阳系98光年的白羊座恒星TYC1220-91-1的一个长达十秒的神秘信号。这个神秘信号的发射频率恰好等于氢的频率与π的乘积（氢是宇宙中含量最多的元素）——这也许意味着这个信号是人为发射的，当然也有可能不是！但不管怎么样，这两个信号后来都没有再出现过，至少在人们去探测的时候都没有发现，不过我们已经知道，这是情理之中的事情。只不过科学家们因为不能对这些信号反复进行研究，所以什么结论都得不出来。

图片来源：电影《长江七号》

有的信号可能是自然现象导致的，有的可能只有通过技术手段才能实现，但是迄今为止，我们所掌握的信息还不能让我们得出一个明确的答案。一方面，没有任何证据能够证明外星人的存在，另一方面，断言银河系不存在其他生命显然也为时太早。不过，就目前来看，就算浩瀚的宇宙中存在着千千万万个有外星人存在的星球，他们发出的无线电信号和树林里的蛙鸣也没什么两样！

分割线

探索外星生命的道路还很长，就像这次发现的火星液态湖一样，这并不能立刻证明火星存在生命。

图片来源：欧洲航天局（ESA）

这个有20公里宽的液态湖，在极地冰川下，位于火星地表下方约1.5公里处。湖的温度非常低，远低于水的冰点，且充满盐和其他矿物质混合物。虽然这是一个天大的发现，但对于火星生命的存在，还不能起到决定性影响。

但正如开放大学（Open University）的 Manish Patel博士向英国广播公司（BBC）所说的话：“发现液态水并不意味着发现生命。但这个发现的作用是告诉我们应该去哪里寻找，它就像是一张藏宝图上的X标志。”

同样脑洞清奇的你

还想知道哪些有趣有料涨姿势的“假如系列”呢？

请看看这本书吧！

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假如我们开启脑洞↓↓

《假如地球是个甜甜圈》

目录

假如所有人同时双脚跳

假如把一百万块乐高积木堆起来

假如地球有两个太阳

假如我们的大脑变成两倍大

假如自行车的速度可以匹敌光速

假如地球是平的

假如真的有圣诞老人

假如挖一条贯通地球的隧道

假如性别不存在

假如我们造一个黑洞

假如化石燃料从未出现

假如每个人真的都有“另一半”

假如用木头制造计算机

假如恐龙是高智商动物

假如给人插上翅膀

假如真的有瘸腿兽

假如半人马座α星上有外星人

假如怪兽来袭

假如空间有四个维度

假如造一个金刚战神

假如坐着电梯去太空

假如朝着伯利恒之星一直走

假如碳元素不是生命的基本元素

假如放生一头霸王龙

假如虫子都消失

假如我们可以看到更多颜色

假如去真正的潘多拉星球上看一看

假如尼安德特人没有消失

假如没有量子力学

假如地球倒着转

假如把铅都变成黄金

假如地球不转了

假如一座超级火山明天喷发

假如去探索奇形怪状的星球

假如地球是个甜甜圈

没有哪个问题是荒谬的，只要愿意思考，

我们总能有所发现。

假如地球是个甜甜圈

——

[法] 勒内·屈耶里耶 著 

范鹏程 译

即将上市

内容推荐：这是一本以无厘头的问题为起点，能够“涨姿势”的极其有趣的人文科普读物。

你有没有想过，假如霸王龙来到今天的世界，它们还能活下来吗？恐龙有没有可能是高智商动物？假如自行车的速度可以匹敌光速会怎样？能不能用木头来制造一台电脑？人插上翅膀也能飞起来吗？也许圣诞老人真的存在呢？如果……假如……

这些问题看起来荒谬可笑，实际上却意义非凡，通过它们，我们能够明白很多科学道理。就连爱因斯坦都承认，正是因为一个异想天开的问题，他才开始了相对论的研究。事实上，千奇百怪的想法让我们有了不一样的思考角度，将这些想法进行研究，我们就会对现实世界有更深刻的认识。这种了解世界的方法岂不是既特别又有趣？在作者的引导下，我们将更好地理解现实世界的科学基础，将物理学、生物学、地理学等不同学科的知识融会贯通。

假如地球是平的，那么所有的水会汇集到地球中心，大气层也只会在水的上方形成，因此只有水边的一圈地区适宜居住，地球上其余五分之四的面积将是一片荒芜，如月球一般。还好地球是圆的，真是万幸！

作者简介：勒内·屈耶里耶（René Cuillierier）：物理学者、记者、科普作者，与《天空与太空》《新发现》《新发现》（青少年版）《科学与未来》《大众科学》等多家科学类杂志长期合作。他在《科学与生命》上设有专栏《假如……》，每个月在该专栏回答一个极其无厘头的问题。他的讲解思路清晰，逻辑严谨，深入浅出。本书就是在这个专栏的基础上经过整理和修改而形成的。

译者简介：范鹏程，法语教师、翻译实践者，长期翻译《费加罗报》的文化类文章。她毕业于北京语言大学、北京外国语大学，受到了良好的法语翻译教育。经过多年的翻译实践，她积累了丰富的经验，能够灵活地驾驭文字，致力于将原作者的思想与风格完整地传达给读者。

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