为什么宇航员在太空

宇航员在太空会有外星人吗（宇航员在外太空发现了什么）

有一个关于“到底有没有外星人”的问题。宇航员因为进了Tai 空，似乎比普通人更有机会与外星人“亲密接触”，所以更有发言权。

宇航员相信“外星人”存在吗？

近日，中国首位航天员杨利伟亲口讲述了自己在泰泰空遇到的神秘敲击声:“这个声音也是突然出现的，而且不是一直响，而是响了一会儿，不管白天黑夜，都是不规律的，也不知道什么时候会响几下。不是外面传来的声音，也不是飞船内部的声音，而是好像有人在外面敲飞船的船体。无法形容，不是丁丁，也不是当当，更像是用木锤敲铁桶，咚咚”。

这是外星飞船在拜访我们吗？

2014年，笔者为太平洋空探险者协会第27届年会组织了一次社会活动日(北师大分会)。航天员刘旺和美国、俄罗斯、日本的部分航天员应邀参加了这次活动。

席间，刘旺曾告诉我，他相信外星人的存在，但没说为什么。最近航天员杨利伟的爆料，让我明白了背后可能的原因。此外，一些美国宇航员也相信外星人的存在。

注:台湾探险家协会第27届年会空(北京师范大学分会)

本文将首先介绍国际国内寻找地外文明的历史和现状，然后从天体物理学的角度对杨利伟突发新闻的神秘敲击声给出一种可能的解释。

寻找地外文明的漫长道路

在如此深邃的宇宙中，

人类是唯一有智慧的生命吗？

它是宇宙中最特别的星球吗？

宇宙中还有其他生命吗？

这些生命会以什么形式进化？

人类如此渴望知道这些问题的答案，以至于从未停止寻找地外文明。

从最早试图在地球上建造一个巨大的结构来吸引外星人的注意，被动地等待外星人发现人类，到一百多年前尼古拉·特斯拉认为他的无线电传输系统可以用来联系火星上的生物(Ref。[1]).随着科技的进步，人们寻找外星人的方法发生了一系列深刻而重大的变化。

1931年，美国无线电工程师卡尔·扬斯基(karl jansky)接收到来自银河系的无线电发射，开启了射电天文学的新窗口，为人们探索宇宙增加了一条重要途径。

1959年，物理学家莫里森和科科尼在《自然》杂志上发表了一篇论文。[2]).他们认为，如果宇宙中存在其他智慧生命，并且他们的科技发展水平与人类相当，或许人类可以从众多的无线电信号中找到外星人发出的信号。他们认为这个信号的波长很可能是525px(1.42GHz)，这是宇宙中最常见的中性氢发出的辐射。

注:中性氢原子21厘米谱线产生机制示意图

这篇文章的发表，一时间激起千层浪。从此，人们对外星人的寻找不再盲目。可以说为现代寻找地外智慧生命奠定了科学基础。

基于2014年发表在PRL上的文章，作者所在的师范大学物理宇宙学团队计划利用中国的FAST望远镜观测宇宙深处中性氢的21cm射电频谱，测量宇宙膨胀的加速度。

1.搜索SETI实验

1960年，康乃尔大学射电天文学家、被称为“SETI之父”的弗兰克·德雷克(Frank Drake)开始了第一次搜寻地外智慧生物的现代实验，该实验被称为“Ozma计划”。基于莫里森和科科尼的文章，他利用绿岸望远镜的85英尺射电望远镜，以1.42GHz的频率观测了天仓五和天元四两颗恒星的射电信号，当然，现在我们都知道，在这次实验中，德雷克没有找到他想要找到的信号。然而，德雷克没有放弃。次年，他发表了著名的德雷克公式，统计揭示了银河系中可以与外界交流的文明数量。

描述:作者和德雷克的合影。

1971年，美国宇航局支持德雷克和其他人进行SETI研究。他们设计了一个由多达1500个小型射电望远镜组成的地面射电望远镜阵列。然而，由于成本高昂，实际上并没有完成，但他们的研究工作为大量的SETI工作奠定了基础(参考文献。[3]).

1972年，美国先锋10号探测器发射时，携带了德雷克和康奈尔大学天体物理学家卡尔·萨根(Ref。[4]).这个镀金的铝板标志着地球在太阳系中的位置。如果先锋10号探测器能够遇到地外生命，那么它们有望通过这些信息与我们取得联系。

然而，外星生命可能并不友好。是否应该主动向可能的地外生命发送有关地球和人类的信息，一直是一个有争议的话题。

德雷克目前是SETI协会的成员。[5]).

SETI研究所是一个非营利组织，成立于1984年。所需的大部分资金来自私人捐赠。他们使用的艾伦射电望远镜阵列以微软联合创始人保罗·艾伦(paul allen)的名字命名，保罗·艾伦为这个望远镜阵列提供了一半的资金支持。

图注:笔者参观SETI研究所。

然而，耗费了大量人力物力的艾伦射电望远镜阵列并没有发现任何外星人的踪迹。随着美国政府的财政支持在2011年停止，艾伦射电望远镜阵列被关闭。

描述:艾伦射电望远镜阵列(图片来自互联网

http://www . Shao . AC . cn/kpyd/mtsm/2011 05/t 2011 05 05 _ 3128141 . html)

加州大学伯克利分校SETI研究中心。[6])与SETI研究所隔旧金山湾相望，他们的Serendip(搜索附近发达智能人口的额外地面无线电发射)项目是世界上运行时间最长的SETI项目。

得益于互联网技术的快速发展，伯克利SETI研究中心也推出了SETI@home项目(Ref。[7])，它利用全球900万志愿者联网的计算机，共同搜寻地外文明。SERENDIP最初附属于其他观测项目。在收到阿雷西博射电望远镜的观测数据后，他们将数据分段发送给SETI@home的志愿者，并利用每个志愿者的电脑对数据进行处理，找出非自然的无线电信号和潜在的目标信号，然后反馈给SETI研究中心的科学家。这种模式的好处是，进行SETI研究的科学家不需要单独申请望远镜的观测时间，可以与其他项目实现共赢。

图片:SETI@home分布式计算项目

2.突破性举措。

创新项目(参考[8])由俄罗斯百万富翁尤里·米尔纳(yuri milner)于2015年创立，旨在从行星的角度探索宇宙，搜寻地外智慧生命，并鼓励公众辩论。其董事会成员包括著名科学家斯蒂芬·霍金和脸书首席执行官马克·扎克伯格。英国皇家学会在伦敦召开的新闻发布会上，尤里·米尔纳(yuri milner)宣布了突破创新计划的成立。当时的物理学家史蒂芬·霍金，皇家天文学家马丁·里斯[据说相信地外文明的存在]，还有“SETI之父”弗兰克·德里克，加州大学伯克利分校天文学教授杰夫·马西[曾经发现过上千个]但我不相信地外文明的存在。我曾经和突破聆听计划，同时也是伯克利SETI@home首席科学家的Dan Werthimer教授有过一次辩论，关于是否存在地外文明。目前已从加州大学伯克利分校天文系辞职”，《突破聆听》校长安德鲁·西米恩(Andrew Siemion)，基金会主席彼得·沃登(Peter Worden)等出席了成立仪式。

图注:突破创新计划新闻发布会

创新计划由突破李森、突破射击和突破信息组成。

(1)突破听力

突破聆听计划是历史上最大的搜寻地外智慧生命的项目。

2015年7月，斯蒂芬·霍金和尤里·米尔纳共同发起了突破倾听项目。虽然霍金本人认为主动将人类信息暴露给Tai 空并不明智，但对于人类主动搜寻地外智慧生命的项目，他还是持肯定态度。

突破聆听计划将在十年内投资1亿美元支持SETI研究。一部分资金将用于购买望远镜的观测时间，另一大笔将用于升级望远镜的后端设备。有了更多的望远镜观测时间和更好的设备，突破听音计划将获得比以前好近100倍的观测结果。既然NASA已经决定未来不再给SETI研究任何资金支持，那么对于SETI的科学家来说，启动突破聆听项目就是一个极大的好消息。

2015年，伯克利SETI研究中心有幸在10年内获得俄罗斯百万富翁尤里·米尔纳(yuri milner)总计1亿美元的资金支持，继续搜寻地外文明。突破听力计划PI的Dan Werthimer教授，同时也是伯克利SETI@home的首席科学家，将带领伯克利SETI研究团队与突破听力的首席领导者Andrew Siemion曾是Dan Werthimer的博士后]一起聆听地外声音。

Dan Werthimer教授也与中国有着不解之缘。早在上世纪80年代，他就曾在北师大天文系进行过为期一年的访问，并与北师大师生建立了深厚的友谊。2014年，当我访问加州大学伯克利分校天文系和洛伦兹国家实验室(LBNL)时，我与丹建立了更密切的合作关系。2015年，应作者邀请，Werthimer教授对北京师范大学进行了学术访问，并做了一个幽默易懂的报告，介绍了SETI研究的历史和发展。在此契机下，作者领导的北京师范大学SETI研究团队也积极加入到SETI的研究中，并开始对绿岸望远镜的数据进行处理。

注:作者与丹的合影及丹在北师大的海报。

突破监听计划主要使用美国西弗吉尼亚州的100米绿岸望远镜和澳大利亚的64米巴夏礼射电望远镜来监测外星文明的信号。绿色射电望远镜是世界上最大的全方位可移动望远镜，巴夏礼射电望远镜是南半球第二大射电望远镜。

在突破倾听项目启动之前，做SETI研究的科学家通常一年只能得到一两天的观测时间。现在，他们每年获得望远镜20%-25%的观测时间。

图:台湾与SETI签署协议。

2016年10月，中科院国家天文台也与突破基金会签署了战略合作协议。国家天文台台长严俊和突破基金会主席、突破项目执行主任皮特·沃登分别代表双方在协议上签字。根据合作意向，美国国家天文台500米口径球面射电望远镜FAST将加入“突破聆听”项目，与美国绿岸望远镜和澳大利亚巴夏礼天文台共同寻找地球外智慧生命的线索。双方将有可能交换观测计划、探测方法和数据，并迅速进行跟踪观测和数据分析。

未来，三个国家的三台世界级望远镜将交换观测计划，共享观测数据。

图注:笔者参观绿岸射电望远镜。

图注:巴夏礼射电望远镜

除了无线电波段的研究，突破聆听还拥有美国加州利克天文台2.4米光学望远镜的部分资金，进行光学波段的研究，旨在探测地外文明发射的指向地球的激光信号。

描述:作者参观美国加州利克天文台。

突破聆听计划的主要观察频率范围是1-10GHz。这个范围内的无线电信号不受宇宙源或地球大气层的影响，可以通过地面望远镜观测到。大型望远镜的观测时间是非常宝贵的，所以科学家总是期望从一批观测数据中获得很多科学成果。SETI研究得到的观测数据还可以用于研究脉冲星、恒星日冕物质抛射等研究领域。这些数据将公开发布，可能是历史上发布最多的数据。

(2)突破射星计划。

突破星射项目计划建造由光压驱动的纳米级宇宙飞船，速度为光速的15%。这艘飞船可以在发射20年后到达太阳系中最近的恒星——半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)，也被称为比邻星(proxima centauri)，并向我们发送最近发现的比邻星b的图像。据此可以帮助我们探测恒星系统中是否存在其他行星，还可以分析它们的磁场等一系列性质。

(3)突破信息计划。

如果说突破监听计划是被动接收外星人的信号，那么突破信息计划就是人类主动有意识地向地外文明发送信息的项目。

突破信息计划的研究还包括向宇宙深处发送信息的伦理空。与此同时，它还发起了一项奖金高达百万美元的竞赛，内容是设计一条来自地球、可能发送给地外文明的数字消息。这个消息应该代表了全人类的文明程度和我们地球的特点。该项目暂时不会向外界发送任何信息，直到一场关于是否主动向外界发送有关地球和人类的信息的高层次、深入的辩论结果出来。

突破计划的三个项目相辅相成，我们希望它能给我们带来激动人心的发现。未来十到二十年，人们可能有望从外星人身上找到线索。另一方面，无论外星人是否真的存在，突破创新计划都将极大地推动天文学尤其是射电天文学的科技发展。

3.突破性听力项目研讨会

2016年10月5-6日，突破聆听计划研讨会在绿岸天文台举行。笔者也参加了这次会议，并做了SETI在中国的学术报告。

会议由突破倾听项目赞助，由绿色银行观察站主办。突破听力基金负责人杰米·德鲁(Jamie Drew)、突破听力项目的皮·丹·韦蒂默(PI Dan Werthimer)教授、项目主要负责人安德鲁·西米恩(Andrew Siemion)、现代SETI项目创始人弗兰克·德雷克(Frank Drake)教授等都出席了研讨会。

注:作者和丹·韦蒂默和安德鲁·西米恩

研讨会讨论了突破聆听计划的研究目标和策略，并广泛讨论了搜寻地外智慧生命的现代方法。从射电望远镜的后端接收机和SETI实验所需的数据存储、传输等硬件设备，到数据处理的方法，特别是与其他研究项目联合观测研究的可能性进行了探讨。

此外，一些利用开普勒卫星进行光学波段研究的学者做了精彩的报告，主要与寻找系外行星有关。随着系外行星样本越来越多，我们将对系外行星和可居住行星的分布有更多的了解。

至于宇宙中是否存在其他智慧生物，虽然短时间内可能不会有结果，但大多数学者都持积极乐观的态度。

即使不是专门研究SETI的科学家最终发现了地外智慧生命，就像历史上很多重要的天文观测一样(花开不有心，柳长不有心)，也依然会是一个令人振奋的结果。

与会人员还参观了绿岸望远镜的观察室和后端设备室(非美国公民需注册审批方可进入)。在这里，观测者可以控制天文台里的几台望远镜同时进行观测。后端机房有两排摆满5TB硬盘的架子，用来存储和预处理突破听音计划的观测数据。当研究人员感兴趣的信号被发现时，这部分数据将被送往加州大学伯克利分校的空科学实验室进行进一步处理。由于日常观察会产生大量的数据，剩余的没有任何感兴趣信号的数据会被删除。德雷克教授感慨地说，上世纪60年代他第一次做SETI实验时，无法想象今天的海量数据。

杨利伟在Tai 空遇到外星人了吗？

最后，让我们回到这个问题。杨利伟在Tai 空遇到外星人了吗？

在我看来，杨利伟遇到外星人的可能性很小。

至今没有收到外星人的信号，也没有确切的外星人造访地球的事实。

目前以我们所知的科技水平，银河系的外星人即使乘坐以光速飞行的飞船，也无法在短时间内到达我们地球。从理论上讲，有一种可能性可以使我们在短时间内从一个区域到达另一个区域，那就是《星际穿越》的电影中描述的虫洞，这也是我的博士生导师沈有根先生研究了一辈子的天体物理领域。

照片:虫洞示意图

如上图所示，外星人可以通过虫洞在短时间内从宇宙遥远的地方到达我们这里，而无需经历漫长的旅程。2015年初，一个来自意大利和美国的国际研究团队声称，基于对银河系的最新研究和理论，我们的银河系中可能存在一个巨大的门户——虫洞，可以通往遥远的时间空。就像大热电影《星际穿越》里说的，大到可以让飞船穿过。相关论文发表在《物理学杂志》上。这项研究表明，当人类穿越虫洞空时，将有可能到达遥远的地方。所以如果杨利伟遇到外星人，这些外星人的路线只有一条:虫洞。这个虫洞连接了我们地球附近的区域和银河系中一个遥远的地方或者河外星系的一个地方，而这个虫洞的入口可能就在马航MH370航班的坠毁区域。

一个美好的愿望是，马航MH370航班仍然穿越这个虫洞。虽然我们感觉两年过去了，MH370的飞行时间因为穿越虫洞而变慢了，但是机上的乘客一直活着。他们感觉只过去了几个小时，可能在不久的将来通过其他虫洞回到我们地球。

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