隔着4.24光年，我们要怎么知道比邻星b上有没有生命？可以看灯光

自从小说《三体》问世之后，人们就一直在好奇：比邻星周围是否真的有生命？

2016年，科学家们果然在比邻星周围发现了一颗行星，那就是比邻星b，所以民间又称之为“三体行星”。科学家们对此提出了许多种理论，讨论比邻星b上是否真的有生命。说来说去，这些都是理论。最简单、最有效的方法，就是直接看看那里有没有生命。

可是，比邻星距离我们4.24光年，我们要怎么看呢？

如果我们在太空中回望地球，就知道这里有着生命与文明。因为即使是在夜里，还是会有城市群的明亮灯光在闪耀，十分明显。但比邻星b太远了，我们的观测能力又实在有限，这就是人类心有余而力不足的现状。

来自于斯坦福大学的Elisa Tabor和哈佛大学的Abraham Loeb最近进行了一项研究，展示生物制造的文明之光和自然界中的光有何区别。未来，我们或许可以利用这项技术，在遥远的位置上看到比邻星b上是否有核弹产生的污染、或者是卫星星座过境时导致行星亮度的变化。尽管它们看起来很像小天体撞击产生的现象，但我们还是有望将二者区分开来，从而判断是否有某种光是来自于文明的痕迹。

关于Loeb，我们已经多次提到过了，他就是那位一直鼓吹星际天体奥陌陌是外星人飞船的那位哈佛教授。他之所以这么说，有很大的一部分原因是让自己负责的项目获得公众关注，那就是突破聆听计划。这是由俄罗斯大亨尤里·米尔纳和已故科学家霍金共同赞助的计划，旨在寻找宇宙中的外星生命。

这一次研究，也是为了他的突破聆听项目来进行的。他和Tabor利用尚未发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）进行了虚拟测试，设想了它未来进行观测的方式和可能获得的结果。而模拟的观测对象，就是万众瞩目的比邻星b。

他们首先设定了一个观测指标，那就是人造亮度与行星反射恒星亮度的比例。如果数值是0%，那就意味着行星上完全没有人造的灯光；如果是100%，意味着行星的黑夜面和白天一样明亮。同时他们假设，“三体人”使用的灯光类似于我们的LED照明，也就是有明显的人造光谱痕迹。

结果怎样呢？

他们发现，如果人造亮度的比例达到5%，那么JWST有85%的可能性会发觉这些灯光；如果达到9%，那么它被观测到的概率将达到95%。

你可能会想：发现外星人好像也没有那么难啊！

其实不然。要知道，按照他们这个计算方法，地球上的人造亮度和反射的太阳光相比，只占了大约0.001%。即便比邻星要比太阳暗得多，但如果比邻星b上的文明只是和人类差不多的科技水平，那么我们也无法观测到。想要被JWST这样的设备发现人造设备的光，这个亮度至少要提高500倍！

这也不是完全不可能的，毕竟比邻星b很可能被潮汐锁定，也就是有一面永远处于黑暗中。如果这颗行星上有生命，那么这些生命为了生存在这一侧，必须要使用更多更强大的照明设备，甚至是运行在太空轨道上的巨大反射镜来反射恒星的光。

对于JWST来说，这样的观测难度确实很大。但对于未来的望远镜LUVOIR（大型紫外光红外探测器）和HabEx（宜居系外行星观测站）来说，就有这样的观测能力。

在Tabor和Loeb的论文发出的几天后，图森大学天文学系的Thomas Beatty就进行了计算，结果表明，这两台望远镜不仅可以观测到比邻星b上可能存在的人造光源，甚至对于10秒差距（约32.6光年）内的宜居行星，都可以进行这样的观测。不过，它们的发射要等到2035年左右。

Beatty的模拟过程和上述两位科学家一样，对这两台未来的望远镜进行了建模，通过调整系外行星的各种基础属性，并假设虚拟望远镜对这些行星进行长达100个小时以上的成像过程，从而推测出它们的表面是否有像人类一样的文明存在。

下图是Beatty研究中的一张图片，显示的是行星与地球的距离、城市化的水平以及宿主恒星亮度之间的关系。前两项大家都很容易理解，系外行星距离我们越近、文明发展程度越高，就越容易被我们发现。那么，第三项有什么意义呢？

很简单，如果宿主恒星太亮，就更容易盖过人造光源，这就要求这里的文明更加高级，才会被我们发现。这样看来，比邻星b的确是完美的观测对象，它距离地球足够近，M型恒星比邻星的亮度又只有太阳的1/20000，对文明的等级要求很低。

另一方面，太暗的恒星热量也低，想要让行星温度适宜，就要非常靠近宿主恒星，这就导致行星上即使有人造光源，也会被吞没在恒星的光芒之中。

总的来说，像我们太阳这样的G型恒星或者是K型恒星，最适合进行这样的观测。相应的，这些行星上的文明也要创造出足够的光。对于10秒差距以内的恒星来说，如果是M型恒星，人造光源的比例达到0.3%-3%即可。如果是G型或者是K型恒星，那么就要达到10%以上才可以被我们观测到。

对于现在的我们来说，既不足以观测到其他行星上的人造光源，自己的文明程度也不足以被同等水平的生命发现。目前全世界的城市化面积所占比例大约是0.05%，如果我们来到比邻星b上，是完全观测不到地球上人造光源的痕迹的。

对于人类的下一代望远镜来说，如果比邻星b的城市化比例达到仅仅0.5%，就足以被我们观测到其人造光源。即便这个数字，也比目前的地球高了10倍。

甚至，宇宙中可能存在着人造光源比例达到100%的文明，这是一些网络游戏或者是科幻小说设想过的情节。这意味着，整颗行星都是由城市覆盖的，如果真的有这样的行星，其亮度也会相当惊人。

目前，人类的观测设备还都达不到这样的程度。但是再过十几年，30光年内有多少系外行星可能孕育了人类这样的文明，或许就要真相大白了。

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