外星文明若观测到地球 会认为地球文明有趣吗？

　　然而，如果仅依靠凌日法，我们注定会错过发现大多数宜居星球的机会。哪怕地球离系外行星与系外恒星的连线只偏了一丁点儿，也无法观察到凌日现象，我们也就无从探测该行星的大气组成。但也不必为此绝望，因为我们还有另一种不需要依赖行星凌日的技术，名叫直接成像法。

　　这张哈勃望远镜拍摄的可见光照片展现了最近发现的行星Fomalhaut b围绕其中央恒星转动的过程。这是我们首次在可见光下观察到一颗系外行星。但要想发现系外卫星、或智慧外星生命存在的迹象，还需要更先进的直接成像技术。

　　利用强大的哈勃望远镜（以及后续发明的地面自适应光学技术），我们首次得以直接拍摄系外行星的图像，并借此观察到这些行星围绕恒星旋转的过程。利用日冕仪或遮星仪等仪器，我们可以挡住恒星发出的光线，仅拍摄我们感兴趣的行星的照片。

　　只要我们愿意等上足够久，便可以从区区一个像素中判断出某颗星球是否宜居，还能寻找该星球上是否有地球的一些典型特征。通过直接拍摄某颗行星的照片、并记录不同时刻抵达的光线波长，我们可以了解到该星球的诸多特性。例如，通过行星的短周期变化和反复出现的光谱特征，我们可以计算出该行星的轨道周期；从行星的颜色中，我们可以判断这颗行星表面水、陆地与冰的面积占比，并判断行星上空是否存在云层。而如果观测时间超过一年，我们还可以进一步了解该行星的轨道性质、判断该行星地表植被是否存在季节性变化、甚至判断该行星在夜晚是否会出现人造光源。

　　“遮星”技术概念让我们在下一个10年中便可实现系外行星的直接成像。这张概念图描绘了一台运用该技术的望远镜。挡住恒星的光线后，我们便可更好地拍摄围绕该恒星转动的行星。

　　对于100光年以内的观察者而言，只要运用足够大、性能足够优良的望远镜，便可观测到微弱的人造光。通过发明人造光源，人类成功击溃了黑暗，堪称一项伟大的技术成就。但与此同时，动植物及其它生物数十亿年来适应的天然黑暗环境正在逐渐流失，算是我们取得这一成就所付出的代价。

　　然而，我们通常不会考虑到这些人造光源带来的另一种好处：人类使地球的天然外观发生了改变，因此只要有某个智慧程度足够高的外星物种观察到地球，便可推断出地球上存在一种有能力改变星球的物种。当然，这并不算板上钉钉的证据，但这种迹象是一种强烈的暗示，说明该行星不仅宜居、而且已经出现了一种掌握先进技术的智慧生命。

　　这张合成图显示了地球各地区夜间的人造光照明效果。该图在1994至1995年间收集的数据基础上制作而成，在此之后的25年间，人类夜间在地球上点亮的光源增加了将近两倍。我们已经征服了黑夜，但也付出了巨大的环境代价。利用足够先进的望远镜，外星文明便可探测到这些人造光，并据此推测出地球上存在智慧生命。

　　由于我们从未在宇宙中找到过其它生命，我们只能推测某颗宜居行星上出现生命的概率有多大。银河系中也许有数十亿颗拥有生命的行星，也可能只有地球一个；也许很多行星上都有延续了数百万年、甚至数十亿年的生命，也可能地球便是生命的唯一归宿；银河系中也许有成千上万具备太空飞行能力的外星物种，也可能人类便是整个可见宇宙中最先进的生物。在真正发现外星生物之前，我们只能不断猜测、不断添加限制条件。

　　理想中的“地球2号”应当与地球大小相似、质量相似、到恒星的距离也相似。目前我们尚未找到这样的行星，但科学家正在努力估算宇宙中可能有多少类地行星。令人费解的是，如今可用的数据很多，得出的结论却五花八门。

　　我们在搜寻外星文明时，主要是寻找一些特定信号，如大气组成、地表特征、卫星和飞船、甚至是特意发出的FM射电波等等。而地球发出的这些信号也可能使我们被先进的地外文明探测到。哪怕相距极远，外星生命也能判断出地球是一颗宜居星球。但必须离得足够近、能够观察到地球相对较新的状态，外星生命才能发现地球上生活着一类掌握了先进科技的物种。

　　左侧为DSCOVR-EPIC照相机拍摄的地球照片。右侧为同一张照片像素降低到3×3的效果，类似于研究人员在未来观察系外行星时见到的情况。

　　围绕恒星HR 8799旋转的已知有四颗行星，每颗质量都胜过木星。这些行星都是在七年间利用直接成像技术发现的，其公转周期从数十年到数百年不等。就像太阳系一样，内侧行星的公转速度更快，外侧行星则更慢，这也符合引力规律。借助WST、GMT和ELT等下一代望远镜，我们或许能对附近的类地行星或超级类地行星开展进一步侦测。

　　尽管宇宙中的大部分星系都位于数十亿光年之外，但就在地球方圆几百光年之内，也分布着无数颗恒星。这就意味着成百上千万颗行星、成百上千万存在生命的可能性、甚至成百上千万发现智慧外星生命的可能性。哪怕其中有一颗星球上存在生命，遥远的空间距离也无法阻止我们对其展开研究，就像它们也会对我们展开研究一样。

　　光速或许是一大限制因素，但假以时日，人类对地球的影响迟早会被某个星系中的某个外星物种注意到。双方也许无法很快进行交流，但哪怕只发现一种外星生命，都会彻底改变我们对“存在”的理解。