如果天文学家在行星的大气层中看到这些化学物质那么那里可能存在先进的文明

在围绕其他恒星运行的系外行星数量不断增加的时代，天文学家寻找先进文明的特征是很自然的。此类签名可能具有生物或技术起源。

如果我们不是寻找无线电信号(像SETI和其他人所做的那样)，而是寻找一些不同的东西，会怎么样?技术社会造成大气污染的证据又如何呢?毕竟，我们在地球上对此很熟悉。这是麻省理工学院的萨拉·西格和一个国际科学家团队在科学报告中发表的一篇论文的主旨。

他们认为，通过寻找非生命创造的化学物质，可能会发现技术文明。具体来说，该团队提出了三氟化氮(NF3)和六氟化硫(SF6)。它们是理想的技术特征气体，因为正如他们在论文中所述，“据了解，地球上的生命不会产生任何具有N-F或S-F键的分子，其中包括完全氟化的N和S化合物。”

事实上，该论文指出，氟几乎被排除在地球生命的化学成分之外。其他自然过程也不会大量产生它。那就只剩下人为(即：工业)污染了。换句话说，这些气体将是工业活动的大气副产品。自工业革命开始以来，在地球上，它们的数量迅速增加(从几乎不存在)。

这些气体不仅是工业过程所特有的(至少在地球上)，而且具有非常独特的光谱特征。当在遥远行星的大气层中发现时，它们的光谱指纹会从背景光谱中跃出。因此，如果天文学家在外星世界的大气层中看到这些指纹，那么它们可能是由相当先进的文明产生的。

寻找先进文明的化学指纹

正如我们最近了解到的那样，天文学家现在可以更详细地搜索系外行星大气中的气体。而且，这些搜索发现了可能表明存在生命的气体。JWST的一项可能的观测显示了生物衍生气体的证据。当行星的恒星穿过大气层时，望远镜对它发出的光进行了剖析，并且该气体的指纹显示在数据中。

JWST光谱学是天文学家等待数十年才使用的强大工具。但是，并非所有的发现都必须是生物气体。可以使用相同的技术来寻找技术衍生的技术。这包括Seager团队建议的技术签名。

为了在系外行星大气中寻找它们的证据，西格的团队创建了一种称为“光谱方阵图”的新工具。本质上，它允许用户对气体分子光谱中的所有光谱峰进行视觉比较。它将具有相似峰的分子分组在一起。这允许对光谱簇进行进一步分析。此外，该团队还利用其数据来模拟模型气氛。结果是科学家想要在目标行星上检测到的气体的大气丰度的近似值。该团队还维护着一个由天然生化过程产生的化合物的“天然产品数据库”。这有助于他们了解可能由非生物(工业)过程产生的全氟化化合物的独特品质。

那么其他的生命特征又如何呢?

生物和工业过程并不是天文学家可以寻找的生命线索。还有许多其他的技术特征可能会出现。它们可能包括在世界上看到的人造光、某种巨型结构(在地球上或在其周围，例如戴森球)、废热或其他类型的排放物，或某种无线电信号。

天文学和天体物理学领域充满了惊人的数据。事实证明，天文学家正坐拥一座信息金矿，其中很可能包括来自其他文明的可能技术特征。这些数据来自所有波长的天空调查和太阳系探索的数据流。将这些信息宝库与机器学习算法和人工智能的兴起结合起来，我们就拥有了寻找技术签名的复杂工具。它们可以帮助识别调查数据中的异常情况，这些异常情况可能表明生命和先进文明的存在。

利用大数据寻找先进文明

2019年，乔治·乔戈夫斯基(GeorgeDjorgovski)领导的一组天文学家召开了一场名为“数据驱动的先进文明技术特征搜索方法”的研讨会。它是由凯克空间研究所举办的。其目标是根据寻找其他行星的进展和数据驱动的天文学的发展，重新审视外星技术的证据。尽管因大流行关闭而推迟，但本次研讨会的最终报告仍然非常有趣。它概述了研讨会的背景和动机，并研究了使用天文学数据大数据库的方法。

该报告特别关注机器学习，以发现可能表明技术特征的“异常数据”。它还讨论了在大型数据库中寻找什么(包括诸如戴森结构之类的东西)。最后，它概述了要在数据库中查找的其他类型的信号以及在太阳系内部搜索工件的一些可能的想法。

有趣的是，该报告还表明，天文学和天体物理学方面的意外发现将是在其他地方寻找生命的结果。它指出，“本次研讨会的一个关键成果是，技术签名搜索应该以符合弗里曼·戴森的“SETI调查第一定律”的方式进行，即“每次对外星文明的搜索都应该有计划地给出有趣的结果，即使没有外星人这种技术特征搜索方法与NASA的生物特征方法相一致，因为没有任何单一的观察或测量可以为生命探测提供完全的确定性。”

公众对“搜索”的接受

然而，在其他地方寻找生命的最大因素之一并不是科学。这是社交的。正如西格的论文和凯克报告所提到的，我们在进行这些搜索时必须检查自己的偏见。长期以来，人们简单地认为其他文明自然会向我们发出“宇宙的问候”。或者，他们会乘坐飞碟来找我们。正如这两篇论文所表明的那样，来自其他文明的信号可能比我们预期的更加微妙和陌生。

“社会”方程式的另一部分是，任何在其他地方寻找生命的活动都需要公众的大力支持。凯克报告指出：“目前，SETI和对技术签名的搜索遇到了积极和消极的反应。过去的许多论文和主张都是错误的，并导致其他人提出未经科学验证的令人愤慨的主张。同样的情况“这发生在开始寻找系外行星时。需要进行许多经过验证的探测才能将系外行星领域纳入主流。重要的是要有财政支持(因此公众支持)才能认真寻找技术特征。”

凯克报告建议科学家以有助于解释所涉及的科学和发现的利害关系的方式接近观众。向公众传达的信息将与旨在获得社区内部同行评审支持的信息截然不同。当然，资助机构需要看到合法科学团队的资助提案，尽其所能推进天文学、天体物理学和其他地方生命探索领域的发展。这种公共教育的综合方法将非常重要，特别是因为科学家现在能够对系外行星及其大气进行详细研究，以寻找宇宙中的生命。