如何看待哈佛大學教授稱「奧陌陌（Oumuamua）」可能是外星文明的光帆飛船？

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2017 年，來自太陽系之外的小行星奧陌陌（Oumuamua）闖入地球，又匆匆離去，科學家們一直在研究這顆小行星。

2018 年 10 月 26 日，哈佛大學天文系系主任 Avi Loeb 和他的博士後在預印本網站 arXiv 貼出一篇學術論文，提出一個大膽的假設，即 Oumuamua 可能是來自系外文明的光帆。其反常的行為，可以通過光壓予以解釋。

ArXiv 鏈接：[1810.11490] Could Solar Radiation Pressure Explain Oumuamuas Peculiar Acceleration?

英文報道：

Scientists Say Oumuamua Object Could Be Alien Spacecraft?

www.necn.com

科學家通過數學計算，模擬了一種可以實現物體A（奧陌陌）獨特運動方式B的方案C（光帆驅動模型），提出一種不排除為人造物體D（光帆驅動飛行的宇宙飛船）的可能性，在一些跑得太快的科學記者筆下，就變成A（奧陌陌）可能是D（光帆驅動飛行的宇宙飛船）。

光帆驅動模型可以解釋奧陌陌的運動特徵，並不等價於奧陌陌可能是光帆飛船——這兩者之間還需要十萬八千個其他證據，但現在人們已經無法獲得這些證據，所以這樣的所謂可能性也只是如笑談一般。

原文作者在摘要和論文前半截的用語是比較謹慎的：

We discuss the possible origins of such an object including the possibility that it might be a lightsail of artificial origin

我們討論了這一物體的各種可能起源，其中包括它或為「人造」光帆裝置的可能性。

We have shown that the observed non-gravitational acceleration of 『Oumuamua, may be explained by Solar radiation pressure.

我們已經表明，觀測到的奧陌陌非重力加速，或許可以用太陽光壓進行解釋。

Considering an artificial origin, one possibility is that 『Oumuamua is a lightsail, floating in interstellar space as a debris from an advanced technological equipment (Loeb 2018).

考慮一下「人造」起源，一種可能性為奧陌陌是一個光帆裝置，是一個在星際間穿行的高科技設備的碎片。

後半截就變成科幻片了：

Alternatively, a more exotic scenario is that 『Oumuamua may be a fully operational probe sent intentionally to Earth vicinity by an alien civilization.

或者，一個更魔幻的畫風是，奧陌陌是一艘由外星文明有意派來探測地球的全手動操作探測器。

最後，流氓也是一定要耍一下的：反正死無對證，我愛怎麼說就怎麼說咯。

Since it is too late to image 『Oumuamua with existing telescopes or chase it with chemical rockets (Seligman Laughlin 2018), its likely origin and mechanical properties could only be deciphered by searching for other objects of its type in the future.

由於用現有的望遠鏡對奧陌陌進行成像或用化學火箭追逐（Seligman＆Laughlin 2018）已經為時已晚，因此它的可能起源和機動特性只能通過在未來尋找其他同類物體來破譯。

在一些記者的筆下，畫風變成這樣：

Scientists Say Mysterious Oumuamua Object Could Be an Alien Spacecraft

Maybe its an alien spacecraft.

Now a pair of Harvard researchers are raising the possibility that Oumuamua is an alien spacecraft.

中文媒體也有一些類似畫風：

總之，一些學者本身預設了立場，想搞點大新聞，

在跑得很快的一些科學記者的推波助瀾下，

媒體上的無聊標題黨就這麼產生了。

這篇論文引的是早前Nature的一篇文章，稱奧陌陌偏離開普勒軌道（也即純萬有引力作用下的雙曲線），而且置信度高達30σ；通常彗星因為有外向噴流可以有這種現象，但是在模擬中，儘管只要奧陌陌有2kg的噴出物就可以被望遠鏡探測到，而它周圍看不到噴流的跡象。

為此該Nature文章討論了多種不同的可能性，但是一一排除之後，最後還是認為類似彗星的外向噴流是最有可能的解釋：因為有其他的光譜研究表明它的特徵跟彗星還是比較像，之所以沒有探測到噴流，可能是塵埃-冰的比例比較小（主要是塵埃反光，主要是冰揮發出來的氣體對軌道偏離產生作用），或者塵埃中缺乏小尺寸粒子（都是大塊石頭的話，同樣的質量下截面積較小，反不了多少光）。

而所謂光帆說，也是為了解釋這種對開普勒軌道的偏離。在媒體大規模報道後，作者之一自我辯護稱，他們只是討論了「如果是光壓造成這種偏離」的情況，而在這種情況下，會要求這個物體特別薄，來產生足夠的光壓加速度。換言之「光帆」（光壓說）只是和」彗星「（性質異常的噴出物說）平行的、缺乏足夠依據的假說而已，並非一個有完整證據支撐的科學結論。這一點在 @雲舞空城 的答案中有更全面的解釋。

對光壓說或者什麼別的假設，只能是平常心看待，然後大膽假設、小心求證了。天文上只能通過那麼幾樣方法來旁敲側擊，測量位置、測量光變、測量光譜等等，這些到目前為止都無法給出直接的結論，只是看起來各種奇怪。任何腦洞都可以有，只要遵循科學規範，權當思想體操；引起興趣繼續研究就很好，不必過度解讀，不必過度腦補，不必神秘化。

而隨著奧陌陌的遠去，靠天文方法來研究的機遇窗口也已經基本關閉：奧陌陌目前距離我們大約7.7個天文單位，比木星還要遠，目前的亮度（星等值）大約31.6等，而哈勃空間望遠鏡的極限星等大約31~31.5等——它剛剛跑出了我們觀測能力所及的範圍。要徹底解決困惑，恐怕得等什麼時候航天技術發達了，派船追過去看看才能知道吧。

奧陌陌在2070年的時候距離地球300個天文單位，如果人類在2050年發射一個探測器開始追的話，只要平均速度可以達到71.4km/s，也即萬分之2.4倍的光速，也即當年那個「核動力井蓋」的初速，就可以在2070時追上。30年內航天技術雖然不見得會產生突破性的進展，但是也不見得不會產生突破性的進展，對於有朝一日可以派船過去看看這事，我覺得不妨留個念想。

我之前說的可能過於悲觀了，有人講用現有的航天技術，如果2021年用獵鷹重型火箭發射（九千萬美元一發），2029年即可以追的上的，而且載荷可以達到幾十到幾百千克。（Sending a Spacecraft to 1I/Oumuamua (former A/2017 U1), the Interstellar Asteroid）

Avi Loeb是「突破攝星」計劃（Breakthrough Starshot）的領軍者之一（霍金為了在中國推廣這一計劃還專門開了微博）。這項計劃的核心就是用激光的光壓加速帶有光帆的微小航天器去拍攝太陽系的鄰居——南門二恆星系統。

近年來Avi Loeb看到到難以理解的問題就往外星人和光帆上靠，比如去年快速射電暴（FRB，一種特殊的射電波爆發）研究火熱的時候，他就發文說這可能是外星文明通過射電波驅動飛船時的泄露。

這種一遇到未知現象就訴諸外星人的假設沒什麼意義，反正你也沒法驗證。當然，你也可把它理解成一種獨特的廣告形式，誰讓大眾都喜歡外星人呢……

話說在冷戰時期，發現FRB在高能波段的兄弟伽馬暴（GRB）時，開了發布會卻沒什麼人關心。但一份八卦小報的記者不知怎麼參與了發布會，回去就寫了篇「外星人的核大戰」。從此這個領域一炮打響_(:зゝ∠)_

這篇論文的重點在於說明光壓可以解釋 Oumuamua 的非開普勒軌道運動。

至於為什麼會有這樣一個奇形怪狀的物體，還不清楚——有可能很長時間內我們都沒法搞清楚。這是因為，天文學和其他在地面做實驗的自然科學不同，它的研究對象是遙遠的星體。憑藉人類現有的技術，除了太陽系少數幾個天體外，其他都只能進行被動觀測，也就是撞大運。除非能夠被動觀測到足夠數量的同類型樣本，我們是無法得出統計意義上的規律的。而像 Oumuamua 這樣罕見的外來天體，可能等幾十年也等不到幾顆。

所以，後面這些「外星飛船」之類的言論都是猜測。人總是可以把一切尚未搞清楚機理的現象訴諸神明或者外星人。反正猜猜又不上稅，科學家也一樣。

我來換個角度看。

奧陌陌是不是外星飛船，這個難以證實也難以證偽，要確認可能只有如 @劉博洋 所說，在2050年我們的技術進步後發射一艘飛船，在2070年追上它看個仔細。

所以我就不在這裡臆測了，我只思考一個問題，假如奧陌陌真的是外星人的作品，那意味著什麼？

首先，能把一艘飛船送來太陽系，且已經抵達，而非地球人那樣，自家飛船才剛剛走出自家門，所以，這個外星的科技至少比我們發展得早。

有研究者推測，奧陌陌的出發地是在大約160-280光年遠處，而它的平均旅行速度是26.33Km/s，這意味著它至少已經旅行了180萬年，或者說這個外星的科技，在180萬年前就能發射星際飛船。

其次，根據現有觀測數據推算，奧陌陌是長約180米、直徑30米左右的雪茄形，這個尺寸的飛船，地球人目前還沒造出來過。

【花絮】我們從來沒有直接觀察到奧陌陌的形狀，所謂雪茄形和尺寸數據，都是依據其周期性亮暗變化的亮度以及推測的材料反射率推算出來的，那麼如果奧陌陌是人造物，這個尺寸和形狀就可能推測錯了——誰知道亮暗變化是不是由飛船上巨大的反光鏡（光帆？）的兩面反光引起的呢？

因此，製造奧陌陌的外星，科技是比我們領先的，這點毋庸置疑。

但是——

第三，奧陌陌的平均旅行速度僅僅26.33Km/s，過近日點時最大速度也只有87.8Km/s，這個速度，與我們的飛船在同一個數量級，並不能確認比我們的技術先進。

第四，奧陌陌來到太陽系，按常理來說，外星人對太陽系最感興趣的應該就是有生命的地球了，但它的軌跡離地球有點遠，它為什麼不拐過來仔細考察一下地球呢？原因可能是：

①它沒有發現地球上有生命，甚至它有可能就像我們的旅行家1號那樣，僅僅攜帶著宣傳海報，卻沒有探測裝置以及將發現彙報給母星的裝備；

【花絮】想像一下幾百萬年後，旅行家1號歷經艱辛終於抵達一個有智慧生命的星球附近，但那個星球的文明因為水平問題，無法確認旅行家一號是不是人造的物體，而只能在外星知乎上開腦洞討論，想到這點你是不是覺得有點心塞？

②它雖然發現了地球，但沒有主動變軌的能力；

③它曾經很強大，但現在已經損壞了，或者能源耗盡報廢了，或者上面的乘員已經死了。

總之，奧陌陌如果真是外星人造的，這個外星的科技雖然比我們先進，卻也沒有比我們高明太多：他們還造不出超光速或高亞光速航天器，也沒有能力遙控一個這麼遠的飛船，或者讓這個飛船在經歷上百萬年的旅行後還有能力主動變軌、主動靠近新發現的有趣事物，或者他們沒有辦法保障星際旅行的乘員安全，或者無法保障飛船在星際旅行中的可靠性。

從以上四點出發，我們可以進一步推論：

A、一個外太陽系飛船來到了地球，證明我們並非宇宙中唯一的文明。

B、相對於宇宙的尺度來說，160-280光年的距離是非常近了，在這麼近的地方就有至少兩個星球有智慧生物（一個是發射奧陌陌的星球，另一個當然是指我們自己），說明生命真的非常普遍，宇宙中可能有數以萬億計的智慧星球。

費米悖論、大過濾器理論相信很多人都了解，如果奧陌陌真是一艘飛船，我們有理由直接把從生命的誕生一直到進化出掌握科技的智慧生物這之間的所有大過濾器否決掉。

C、像奧陌陌這種技術水平的飛船，我們50年內就能造出來，也就是說，至少在它被造出來的時候，這個文明處於和我們相當的技術水平。就算考慮到它出發180萬年了，那麼那個文明也只比我們領先180萬年。

也許有人會說，對於加速發展的科技來說，180萬年的差距會非常懸殊。我們比滿清才領先了100多年，可是技術已經面目全非了……

但是，相對於宇宙137億年的歷史，180萬年只是很短的一段時間，既然宇宙中到處都有智慧生物，它們應該分別處於各種不同的發展階段，且越先進的文明越有能力把飛船派到太陽系來，因此即使先進的文明數量較少，我們也應該看到更多比奧陌陌領先10億年、20億年的，使用各種我們完全無法理解的技術的航天器考察地球。

即使出於某種原因，那些領先我們10億年的文明製造的航天器，使用了我們無法感知的技術，或者他們就是刻意不讓我們知道，或者他們對地球這樣落後的星球完全沒興趣，但是那些只比我們領先500萬年、1000萬年的文明呢？從我們地球人目前的思維來看，至少我們現在還在拿著大喇叭對著太空大叫：「我們在這裡，快來看吧！」我們也有理由相信至少有一部分比我們先進的文明，會有主動交流的願望，但是他們為什麼沒有出現呢？

退一萬步講，即使別的文明星球不願意與地球交流，那麼至少這個發射奧陌陌的星球是願意交流的吧？一萬年前，地球人才剛剛學會種糧食，現在地球人已經能夠發射旅行家1號了。那麼發射奧陌陌的這個星球，在發射奧陌陌之後一萬年，科技應該發展到什麼水平？我不好說他們有了超光速飛船，但我們完全可以猜想那時他們應該能製造0.1倍光速的飛船了吧？這個0.1倍光速的飛船，即使晚出發一萬年，也應該比奧陌陌先抵達地球吧？發射奧陌陌兩萬年後，他們也許有了0.9倍光速的飛船，且可以一次發射一百萬艘，其中100艘來到地球也是合理的吧？但它們在哪兒呢？為什麼我們實際見到的，仍然是這艘技術大約相當於旅行家1號水平的奧陌陌呢？

D、經過對C的思考，我們有理由相信，比發射奧陌陌的星球或者我們地球先進很多的文明，也許真的不存在？即使發射奧陌陌的那個星球，他們也沒有發射更先進的飛船來到地球，是否說明他們在發射奧陌陌之後不久，科技發展就陷入了停滯，抑或這個星球已經毀滅？

總結

推論到這一步，我們不得不深刻地懷疑：難道就在我們之後不久，橫亘著那道真正的大過濾器之牆？——宇宙中可能還沒有進化出可以進行實用的星際旅行技術的文明。

那麼這大過濾器究竟是什麼呢？也許有各種可能，但最容易被想到的，有三種：

①實用的星際旅行技術，永遠無法實現，所有文明最終都將被困死在自己星球附近。

②為了發展實用的星際旅行技術或別的某項技術，所必須進行的某些實驗也許非常危險，一旦失控，整個文明都被毀滅。

③人類是先有了核武器，之後才有了航天技術，其它星球應該大致差不多，至少航天技術和核武器技術的門檻差不太多，而人類至今沒有找到徹底避免戰爭的方法，也就是說和平技術比毀滅文明的技術的門檻更高。也許這終將導致文明必定毀於戰爭。

更多思考

拋開大過濾器理論不談，我只想說說作為常識性的，我們對外星科技/未知科技的一般性判斷原則。

首先我個人是不相信奧陌陌是外星飛船的。理由是，一個能夠飛越數百光年來到地球的文明，還在用和我們相似水平的技術？這無論如何都有點皇帝的金鋤頭的感覺。

你也許會說，我們不也發射了旅行家1號嗎？也許這正好是一艘外星旅行家1號呢？

但是你想想，人類發展漫長歷史長河中，也許只有我們目前所處的時間節點上才會發射旅行家1號，一瞬間的事。而這一瞬間的產物，剛好被我們地球人，在剛好相同技術水平的一瞬間發現，這得要多巧啊？感覺比一個人一生中被雷劈100次還要難。

同樣的，前段時間很熱的塔比星——疑似戴森球，我也覺得很荒謬。

都能建造如此巨大的工程了，還在用我們地球人都已經了解的技術獲取能源？

這就跟古人想像，未來為了發展經濟，提高貨物運輸能力，一定會開發一種由一萬匹馬拉的馬車一樣可笑。

我寧願相信來到地球的外星飛船必定是來無蹤去無影，可以瞬移，可以憑空消失的，正如某些地攤雜誌中描寫的UFO那樣，也不會相信外星飛船會和我們的一樣，噴著長長的化學尾焰，進入大氣層後還利用伯努利原理的機翼飛行……