為什么說：中微子和引力波是天文學的未來？

費米認為外星人有足夠的時候來殖平易近整個銀河系，可是環視周圍，并沒有發現它們的蹤跡，這促使費米問了一個顯而易見的問題：“它們都去哪了？”——賽斯·肖斯塔克

單從整個宇宙中所包含的星系和恒星數目來說，我們一向認為外星生命在宇宙中十分遍及，并且它們很可能擁有比人類加倍進步前輩的文明，因為宇宙究竟結果有138億年的汗青，任何一個聰明生命只要比人類早成長數萬年、甚至數十萬年城市比我們加倍進步前輩，而這個時候差對宇宙來說的確何足道哉。

是以，以我們人類此刻的手藝程度只能經由過程電磁波來存在外星生命，可問題是這個方式有意義嗎？或者說可行嗎？說不定外星人已經發財到了不再利用這種體例進行通信，就像是遠古的人類利用的通信體例是戰鼓和煙霧旌旗燈號，而現今的人類利用的是手機和無線電，這兩種體例判然不同，底子就無法通信，在茫茫宇宙中誰也發現不了誰。

還有就是，若是宇宙的信息速度受到了光速的限制，那么一個太空文明似乎也不成能跨越遙遠的星際距離與我們通信。因為時候是個問題，動輒數十萬、數百萬年。

起首我們來看一下人類科學手藝前進的過程，以及人類發現和總結的這些物理學在宇宙的其他處所是否也會合用，也就是說，外星生命會不會成長出跟我們紛歧樣的物理學法例。

人類的科學手藝其實起步很晚，可是成長卻很敏捷，18宿世紀末人們才對電有了初步的熟悉，到了19宿世紀，電力才被用來驅動一些動力裝配和用來照明，但這時人們對電的素質并不是很清晰，直到19宿世紀的后半葉，電磁學才逐漸成長起來，到了1895年，人們才初次實現了以電磁波為載體來傳遞旌旗燈號，直到20宿世紀30年月，電磁旌旗燈號才被人們發射到了遙遠的星系空間。

也就是說從人類標的目的外太空發射電磁旌旗燈號到今天曩昔了90年擺布的時候，因為光速是有限的，所以理論上人類標的目的星際空間發射的電磁旌旗燈號才傳布了90光年，這意味著今朝距離地球90光年內的外星文明才有機遇能領受到微弱的電磁波旌旗燈號，若是在這個規模能真的存在聰明生命，那么今朝只有距離地球45光年的文明在領受到我們的旌旗燈號今后，并標的目的我們返回一個旌旗燈號，我們人類只能領受到這個距離內的反饋。

所以就今朝來看，費米問：它們在哪？我們的此刻的回覆是：不在距離地球45光年的規模內。

固然在整個銀河系中存在著數千億顆恒星，可不雅測宇宙有至少兩千億個星系，可是在地球45光年的規模內，只有不到1000顆恒星。

還有一點很是主要，電磁旌旗燈號在傳布的過程中會被反對或者接收而發生衰減，所以說人類勾當所發射的電磁旌旗燈號并不克不及傳布的無限遠，就算達到某些處所也會衰減到底子無法探測的環境。并且就今朝來說，地球標的目的宇宙空間發射的電磁旌旗燈號在持續削減，因為今朝人類的電磁旌旗燈號大多是經由過程光纜或者衛星直接傳輸的，也就是說可能在過一個宿世紀，人類在20宿世紀勾當發生的電磁旌旗燈號就會完全消逝。

若是之前這些旌旗燈號有幸被一個外星文明當作功的捕獲到了，并作了持續的不雅察和記實，它們會得出這樣的結論：這顆布滿液態水的藍色星球在遙遠的處所繞一顆恒星運行，上面存在聰明生命勾當的跡象，它們發出了無線電旌旗燈號，但跟著旌旗燈號的逐漸消逝，我們這顆藍色星球也隨之消逝了。

假如我們在可見光波段在不遠的處所不雅察地球的話，地球上是否有聰明生命存在呢？這個問題毫無疑問，夜晚城市的燈光是我們存在的證據。但若是我們在將來很好的節制了光污染，那么地球的夜晚很可能會和數十億年前一樣，一片漆黑，除了偶然呈現的極光和雷暴以外。并且這種微弱的可見光也在宇宙中傳布不了多遠。

可是，若是我們在宇宙中不尋找電磁旌旗燈號，那我們還能看到什么？確實，在已知的宇宙中一切信息都受到的光速的限制，而別的一個宿世界所發生的任何信息，我們都必需能探測到它，那么這些旌旗燈號就我們知道的而言分為四類：

電磁波旌旗燈號，包含所有波段的任何形式的光旌旗燈號，申明存在外星生命。

引力波旌旗燈號，若是一種聰明生命已經成長到可以合用引力波作為旌旗燈號，那么這種旌旗燈號將在宇宙的所有處所，只要設備足夠活絡都可以探測到。

中微子旌旗燈號，這種旌旗燈號固然在遠距離上的通量很低，但中微子也可以作為一個精確無誤的旌旗燈號。

最后一個旌旗燈號作為直不雅，就是在太空中有一個龐大的外星探測器正執政地球的偏向駛來。

在科幻作品中經常城市描述第四種可能，外星人來到了地球，可是這種環境在實際中的可能性很是小。

因為宇宙恒星之間的距離很是遙遠，離地球比來的恒星也要4.2光年，并且就算宇宙中存在聰明生命，但相對于宇宙空間來說也是十分稀少的，從一個存在生命的行星標的目的別的一個存在生命的行星發射探測器，這將花費大量的資本以及很是長的時候，所以根基上是行不通的。

更有可能的是，我們需要建造一個合適的探測器，探測天空的各個區域，尋找那些標記著聰明生命存在的旌旗燈號。

在電磁波譜中，我們地球發出的電磁波會跟著季候發生轉變，因為地球在冬季和夏日處在公轉軌道上的分歧位置。并且跟著季候的轉變，地球上的分歧區域的顏色也在發生轉變，若是一個外星文明擁有足夠壯大的千里鏡陣列，也許它們會到標記著人類文明的各類旌旗燈號：城市、衛星、飛機等等。

但我們今朝并沒有能量去不雅察一個星球的特征轉變，或者去尋找外星文明在它們地點的星球上建造的大型工程。可是宇宙有有比我們加倍進步前輩的文明，它們很可能比我們早成長了數萬年到數十萬年。

這就為我們帶來了別的兩種尋找外星文明的方式。

此中一個就是引力波旌旗燈號，我們今朝的引力波探測手藝還沒有發現來自宇宙暴漲期間發生早期引力波旌旗燈號，若是我們有能力探測微弱的引力波，我們就可以操縱引力波探測整個宇宙，而且可以發現某些行星四周環抱著浩繁的“衛星”，這些衛星的數目之多很可能就是一個聰明生命所發射的人造衛星，就是地球上空浩繁的衛星一樣。

今朝引力波范疇還處于起步階段，我們還沒有能力探測到如斯細小的旌旗燈號。估量往后幾個宿世紀都不成能達到這樣的精度。

但引力波旌旗燈號的益處在于，它不會跟著距離被消弱，并且也沒有任何工具可以或許反對引力波的傳布。

引力波臨時實現不了，我們還有除了電磁波和引力波以外的第三種選擇。