爲什麼說：中微子和引力波是天文學的未來？

單從整個宇宙中所包含的星系和恆星數量來說，我們一直認爲外星生命在宇宙中十分普遍，而且它們很可能擁有比人類更加先進的文明，因爲宇宙畢竟有138億年的歷史，任何一個智慧生命只要比人類早發展數萬年、甚至數十萬年都會比我們更加先進，而這個時間差對宇宙來說簡直不值一提。

因此，以我們人類現在的技術水平只能通過電磁波來存在外星生命，可問題是這個方法有意義嗎？或者說可行嗎？說不定外星人已經發達到了不再使用這種方式進行通訊，就像是遠古的人類使用的通信方式是戰鼓和煙霧信號，而現今的人類使用的是手機和無線電，這兩種方式截然不同，根本就無法通信，在茫茫宇宙中誰也發現不了誰。

還有就是，如果宇宙的信息速度受到了光速的限制，那麼一個太空文明似乎也不可能跨越遙遠的星際距離與我們通信。因爲時間是個問題，動輒數十萬、數百萬年。

首先我們來看一下人類科學技術進步的過程，以及人類發現和總結的這些物理學在宇宙的其他地方是否也會適用，也就是說，外星生命會不會發展出跟我們不一樣的物理學法則。

人類的科學技術其實起步很晚，但是發展卻很迅速，18世紀末人們纔對電有了初步的認識，到了19世紀，電力才被用來驅動一些動力裝置和用來照明，但這時人們對電的本質並不是很清楚，直到19世紀的後半葉，電磁學才逐漸發展起來，到了1895年，人們才首次實現了以電磁波爲載體來傳遞信號，直到20世紀30年代，電磁信號才被人們發射到了遙遠的星系空間。

也就是說從人類向外太空發射電磁信號到今天過去了90年左右的時間，由於光速是有限的，所以理論上人類向星際空間發射的電磁信號才傳播了90光年，這意味着目前距離地球90光年內的外星文明纔有機會能接收到微弱的電磁波信號，如果在這個範圍能真的存在智慧生命，那麼目前只有距離地球45光年的文明在接收到我們的信號以後，並向我們返回一個信號，我們人類只能接收到這個距離內的反饋。

所以就目前來看，費米問：它們在哪？我們的現在的回答是：不在距離地球45光年的範圍內。

雖然在整個銀河系中存在着數千億顆恆星，可觀測宇宙有至少兩千億個星系，但是在地球45光年的範圍內，只有不到1000顆恆星。

還有一點非常重要，電磁信號在傳播的過程中會被阻擋或者吸收而發生衰減，所以說人類活動所發射的電磁信號並不能傳播的無限遠，就算到達某些地方也會衰減到根本無法探測的情況。而且就目前來說，地球向宇宙空間發射的電磁信號在持續減少，因爲目前人類的電磁信號大多是通過光纜或者衛星直接傳輸的，也就是說可能再過一個世紀，人類在20世紀活動產生的電磁信號就會完全消失。

如果之前這些信號有幸被一個外星文明成功的捕捉到了，並作了持續的觀察和記錄，它們會得出這樣的結論：這顆充滿液態水的藍色星球在遙遠的地方繞一顆恆星運行，上面存在智慧生命活動的跡象，它們發出了無線電信號，但隨着信號的逐漸消失，我們這顆藍色星球也隨之消失了。

假如我們在可見光波段在不遠的地方觀察地球的話，地球上是否有智慧生命存在呢？這個問題毫無疑問，夜晚城市的燈光是我們存在的證據。但如果我們在未來很好的控制了光污染，那麼地球的夜晚很可能會和數十億年前一樣，一片漆黑，除了偶爾出現的極光和雷暴以外。而且這種微弱的可見光也在宇宙中傳播不了多遠。

但是，如果我們在宇宙中不尋找電磁信號，那我們還能看到什麼？確實，在已知的宇宙中一切信息都受到的光速的限制，而另外一個世界所產生的任何信息，我們都必須能探測到它，那麼這些信號就我們知道的而言分爲四類：

在科幻作品中經常都會描述第四種可能，外星人來到了地球，但是這種情況在現實中的可能性非常小。

因爲宇宙恆星之間的距離非常遙遠，離地球最近的恆星也要4.2光年，而且就算宇宙中存在智慧生命，但相對於宇宙空間來說也是十分稀疏的，從一個存在生命的行星向另外一個存在生命的行星發射探測器，這將耗費大量的資源以及非常長的時間，所以基本上是行不通的。

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，尋找那些標誌着智慧生命存在的信號。

在電磁波譜中，我們地球發出的電磁波會隨着季節發生變化，因爲地球在冬季和夏季處在公轉軌道上的不同位置。而且隨着季節的變化，地球上的不同區域的顏色也在發生變化，如果一個外星文明擁有足夠強大的望遠鏡陣列，也許它們會到標誌着人類文明的各種信號：城市、衛星、飛機等等。

但我們目前並沒有能量去觀察一個星球的特徵變化，或者去尋找外星文明在它們所在的星球上建造的大型工程。但是宇宙有比我們更加先進的文明，它們很可能比我們早發展了數萬年到數十萬年。

這就爲我們帶來了另外兩種尋找外星文明的方法。

其中一個就是引力波信號，我們目前的引力波探測技術還沒有發現來自宇宙暴漲時期產生早期引力波信號，如果我們有能力探測微弱的引力波，我們就可以利用引力波探測整個宇宙，並且可以發現某些行星周圍環繞着衆多的“衛星”，這些衛星的數量之多很可能就是一個智慧生命所發射的人造衛星，就是地球上空衆多的衛星一樣。

目前引力波領域還處於起步階段，我們還沒有能力探測到如此微小的信號。估計往後幾個世紀都不可能達到這樣的精度。

但引力波信號的好處在於，它不會隨着距離被消弱，而且也沒有任何東西能夠阻擋引力波的傳播。

引力波暫時實現不了，我們還有除了電磁波和引力波以外的第三種選擇。

一個足夠先進的文明應該有它們自己的能量來源！最後的可能的就是一種特定類型的可控核聚變反應，這種反應能夠提供穩定、有效和豐富的能源，並且它不同於恆星核心的聚變反應，特定類型的可控核聚變反應會釋放出非常特殊的副產品中微子或者反中微子。

這些被釋放出來的中微子是一種非常具體和明確的能量信號，一個任何自然過程都不能產生的信號。

如果我們找到這些中微子，並確定它們的性質，就能夠在宇宙中找到一個以核聚變爲動力的文明。而不再侷限於搜尋微弱的電磁波信號。

隨着科學技術的進步，我們的探測能力也會不斷地提升，也許未來有一天宇宙會爲我們準備一個驚喜，畢竟，我們並不孤單。