嗨，外星人！你们露马脚了

外星人，目前还只存在于科幻作品中。现实中外星人是否存在？这还存在争议。而目前科学家发现银河系中可能存在至少10亿个类似地球的宜居星球，而宇宙中充斥着约2万亿个星系。所以，从这一点来说，人类很可能不是宇宙中唯一的高级智慧生命。
1950年代末，当“地外文明搜索计划”（SETI）开始时，人们认为外星人可能会进入太空，发射无线电信号。所以，我们只要调到正确的频率，就可以接收到这些信号，从而发现外星人的踪迹。这就像站在公用电话前，等待电话响起一样。这种方法非常笨拙，但它还是被作为主要的寻找外星人的手段使用了很多年。不过由于经费不足，我们的探索范围有限，因此至今还未搜索到任何有价值的信号。
2015年7月，一个将历时10年，耗资1亿美元的寻找外星生命的项目正式启动，这个项目被称为“突破聆听”。由俄罗斯科技企业家尤里·米尔纳全额出资，它将动用世界上最大的两个射电望远镜进行观测，接收来自太阳系周围100万颗恒星范围内传来的无线电信号，搜索区域将是以前搜索区域总和的10倍。
不过，这个项目的发起者也承认，尽管所耗费的资金和时间都颇多，但是希望通过无线电信号来找到外星人，这仍然是20世纪中期的思想。就像地球人使用蒸汽机一样，外星人用电磁波交流的方式可能只会风靡一时。考虑到外星社会可能已有几百万年乃至几千万年的历史，我们用无线电搜索其踪迹的方法可能是可笑的。
随着人类所能扫描的天空范围越来越大，处理数据的能力越来越强，一些科学家认为，我们还可以发挥想象力，把网撒得更宽，寻找其他可能暴露外星人踪迹的信号。
尽管人类才刚刚迈出太阳系，但是我们的足迹最终会在宇宙中不断延伸。同样地，即使是最低调的外星文明，也可能在新一代的地外文明搜索计划面前泄露他们存在的蛛丝马迹。在下文中，我们将探讨，我们还能通过什么样的迹象，来判断哪里有外星人。

1      外星球的大气

我们所知道的生命形式都是会自我复制的机体，都要将养分转化成垃圾，以获得维持生存的能量。随着时间的推移，无数的生物个体将明显地改变周围的环境。
举例来说，在地球上，几乎所有的动物都是吸入氧气，排出二氧化碳，而植物则花费大量的时间去做相反的事情。某些细菌产生的则是甲烷和氨。总之，只要我们生活在这里就会产生特定的气体，这些都是我们星球独特的生物信号。
到2018年时，美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜将发射，它将对系外星系的大气层进行深度扫描，可能会首次发现其他星球的生物信号。届时，詹姆斯·韦伯太空望远镜将观测行星的运行，以及它们掠过主恒星前方时的情况。在这些不起眼的“日食”发生时，恒星的光会穿过行星的大气层，形成光晕。通过分析光晕的光谱，在数万亿千米之外的人类就能够揭示行星大气分子的“指纹”——这个概念在1950年代，地外文明搜索计划（SETI）开始时是很难想象的。
运气好的话，詹姆斯·韦伯太空望远镜可能会发现类似于地球上的生物信号。当然这并不是一件很容易的事。外星球上奇异、神秘的天气，加上外星人奇特的、不明显的生物化学信号，将会给我们的研究带来阻碍。

2    有毒气体

即使一个行星的大气中有很明显的生命迹象，这也不能告诉我们在这个行星上居住的是绿色微生物，还是高级智慧生命。一个更可靠的方法是找到科技识别的标识——只有聪明的外星人才会制造的化学物质。
假设这些高智慧的外星人对化学有基本的了解，那么至少在一段时间内，他们会和我们一样造成大规模的污染。美国哈佛大学的天文学家艾维·劳埃伯认为我们可以在外星球大气中寻找氯氟烃。因为如果外星人也使用空调和气溶胶喷雾罐，那么这些讨厌的气体就会散逸到大气中，对臭氧层造成损害。而且，这些气体会在大气中持续存在千年万载，或可以成为我们搜寻外星文明的长期指示物。
不过，氯氟烃只有在大气中的含量超过10%时，詹姆斯·韦伯太空望远镜才能检测到。如果污染达到这种程度，那么这个星球上可能居住的是对环保毫无意识的物种。不过如果是一个寒冷的星球，那么那里的居民可能需要更多的氯氟烃，因为他们需要利用其强大的温室效率来取暖。
因此科学家认为，外星人可能需要环绕星球的大气污染物来使他们的生存环境更温暖，这或许是一个表明外星人存在的线索。

3    城市之光

一个先进的外星文明在夜晚可能也与我们一样，在各种场所用上人造光。可我们能检测到外星城市夜晚中闪耀的人造光吗？
利用现在的望远镜，我们能在太阳系的边缘，大约冥王星的位置，看见日本东京的城市之光。然而，即使是离我们最近的恒星周围的行星上的城市灯光，我们也需要镜面宽200米的空间望远镜才能看到。这个尺寸大约是詹姆斯·韦伯太空望远镜上镜面的40倍，这种镜面至少要到下个世纪才有可能被制造出来。
不过即使是地球上最繁华的城市，与一些外星城市比起来也可能是小巫见大巫。如果有类似《星球大战》中的科洛桑（整个星球就是一座大城市）这样的城市，那么它们所发出的光就有可能被地球上的我们检测到。
当然，这需要假设外星人用于照明的光有一个独特的光谱，就像我们的荧光灯和LED灯一样。如果外星人选择的照明灯与他们的恒星发出的光谱一样，那就很难分辨出来了。另外，我们也可能被外星球大量繁殖的发光藻类所迷惑，因为它们所发出的光看起来可能像闪烁着的城市灯光。
不过，就像无线电通信一样，外星人可能只在某个阶段和人类使用相似的人造光，我们必须很幸运地观测到这个阶段的情景才行。

4    旅途中的外星人

不久的将来，我们可能在太阳系的其他地方进行商业开发——比如开发小行星，或者建立太空基地。我们甚至可能开始执行星际探险的任务。相比之下，外星文明可能已经远远超越了我们。那么，我们应该留意什么样奇异的运输方式（我们可以抛开曲速驱动和虫洞，因为这种信号很难检测到）？
如果以我们自己的尖端技术为基准——利用入射光的压力产生动力，那么星际旅行中的外星人驾驶的应该是先进的太阳帆飞船。如果外星人能乘坐由这种大型的太阳帆驱动的飞船进行星际旅行，那么我们就有可能发现他们的踪迹。因为如果能把太阳帆做成足球场大小的话，那么它那闪闪发光的太阳能板应该很容易被当今的望远镜发现。
还有一种可能是，外星人的技术已经达到用核裂变和核聚变来提供动力的程度。他们的飞船发出的光少到难以被检测到，除非外星人的星际旅行运输机碰巧就出现在我们眼皮子底下。因此，科学家猜测，可能已有大量的飞船穿梭于银河系中，但它们发出的信号太弱，因此到现在我们也没有检测到。
此外，外星人还有可能会使用物质-反物质湮灭作为能量来源，以反物质为燃料的飞船将喷出羽状的光。而像哈勃这样的太空望远镜可以检测到数百光年之外的光。很遗憾的是，哈勃太空望远镜至今没有发现任何相关的迹象。
不过，未来强大的太空望远镜可能会为我们揭示，我们现在一无所知的星际交通繁忙时刻的景象。

5    巨型结构

2015年10月，互联网上突然出现大量关于外星文明被发现的传言。这些传言源于开普勒太空望远镜观测到一颗名为KIC 8462的恒星的光信号出现异常波动——这颗恒星变暗幅度高达22%。这通常被认为是一颗系外行星遮挡住了恒星所造成的。但是相比之下，木星只能遮挡住1%的太阳光，而KIC 8462比太阳大了一半多，要遮住它的光就需要一个非常巨大的物体。难道我们发现了一个外星人建造的巨大结构吗？
外星人建造的巨大结构是1960年由美国物理学家和工程师弗里曼·戴森提出的，因此也叫做“戴森球”。戴森认为我们可通过寻找大型建筑来找到外星人。就像埃及的金字塔，那些金字塔比它们的建造者存在的时间更久。他认为太空中的巨型结构将是证明外星人存在的证据。这是一个很好的探索外星文明的想法。
一个戴森球的典型特征是，光能收集器松散地或者形成壳状包围着恒星。它将收集恒星释放出的大部分能量，也许外星人用这些能量来为可以模拟整个宇宙的超级计算机供电。这样一个球体将基本上遮蔽恒星的光芒。但是这个结构仍可能会散发出一些热量，或者它在工作时会闪烁着有规律的光。地球上的我们观测到这种结构发出的热量和有规律闪烁的光时，就像观测到大型的系外行星凌星现象。
不过科学家认为，这并不意味着KIC 8462异常的光信号就是观测到了外星人存在的证据。一个更可能的解释是：一个彗星掠过恒星时变得支离破碎，恒星快速旋转使它扩散、冷却，并围绕在恒星的赤道周围。这也就是为什么从观测数据来看，恒星的赤道比两极看起来更暗。并且，至今为止，科学家们还没有侦听到任何从KIC 8462发出的无线电信号和激光脉冲。看来，我们很可能空欢喜了一场。

 
6   热量

我们可能认为地球文明是先进的，但是前苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫提出的用来度量文明等级的系统，却不这么认为。在上个世纪60年代，他提出文明的等级基于这个文明中的智慧生物所能利用的能量。根据这个等级系统，一个能够从母恒星提取所有可利用的能量的文明，已经达到了K1的状态。一个能制造戴森球这样的巨型结构、独占整个母恒星的能量的文明，其级别将达到K2。一个能利用其所在星系的所有能量的文明将达到K3的级别。在卡尔达肖夫的系统中，我们人类的级别只是区区的K0.73。
根据基础物理学，人类难以比拟的K2和K3文明可能会释放惊人的废热，这些废热可能以红外线的形式释放。在外星技术热量扫视项目调查中，美国宇航局的广域红外线巡天探测卫星一直在寻找潜在的K3文明的踪迹。这是至今为止最雄心勃勃的搜索，它已对1亿个目标进行了筛选，从中找出了10万个可能存在外星文明的星系。然而，进一步的分析指出，这些额外的红外线可能不是外星人释放的废热，而是大质量恒星形成时产生的——分析显示，这些额外的红外线与大质量恒星形成时对尘埃进行加热所发出的辐射一致。
即便如此，K3文明仍可能隐藏在宇宙的某处。一些科学家认为，一些星系里可能充满了外星文明，但是它们的红外光有可能被掩盖在母恒星的风头之下。而正因为如此，很多较小的文明，没有被我们注意到。
此外，外星人可能也在进行类似大型强子对撞机这样的大型研究项目，这也可能成为泄露外星人踪迹的线索。外星人的粒子物理学家可能会嘲笑我们享负盛名的大型强子对撞机——能够进行总能量为13TeV的撞击。这点撞击能量对他们的对撞机来说可能太小儿科了，他们的强子对撞机的对撞能量可能比我们的强上百万倍甚至数十亿倍。他们可以借助此设备找到能将引力与其他基本作用力统一起来的理论。
当他们的强子对撞机开始工作时，我们最可能发现的，是他们的对撞机喷射出的中微子颗粒。中微子几乎不与普通物质相互作用，因此中微子可自由穿行于宇宙。不过，中微子很难探测到，现在地球上的探测器也只检测到了很少量的中微子。
而美国普林斯顿大学高等研究院的布莱恩·拉基提出，我们可以在地球的海底建数十亿个传感器矩阵，形成一个监测网络，用来寻找中微子。但是建这种规模的传感器矩阵所需要的资金可能会超出任何一个亿万富翁所能承受的范围。

7    战争的创伤

战争给一个文明造成的创伤不仅在地球上可见，其他星球上可能也有相似的场景。先进文明的技术注定会使废墟遍布他们的世界。人类文明正是如此——鉴于目前的发展趋势，地球未来的前景令人不安，因为我们似乎在气候变暖和核毁灭这两个阴影之间游走。
天文学家邓肯·福特和他在英国圣安德鲁斯大学的同事们就设想了好几个“世界末日”的场景。这些可能的毁灭方式对我们寻找外星人或许也有帮助。
其中一种是核弹爆炸。核弹爆炸会释放伽马射线，而大气中的尘埃会减少阳光射入，从而造成核冬天，使地球走向毁灭。外星人在战争中可能也会使用核弹，我们或许可根据核战的特点找到他们。但是一个行星的毁灭同样很难说明就是邪恶的外星人所为，两颗星球相撞也会产生爆炸的光和挥之不去的碎片。
此外，如果某个倒霉的文明成为生物战的牺牲品，我们也可以发现一些蛛丝马迹。我们的望远镜可以检测到“死亡的迹象”，如乙烷和甲烷剧增，这是由细菌分解被生物武器消灭的大量尸体所释放的。当然，这些化合物含量达到峰值的时间可能是短暂的。如果我们真的观测到了这些东西，那么我们就会知道那里曾存在过外星文明。
另一种世界末日可能涉及到自我复制的机器。福特认为，为了让自己无尽地自我复制，纳米机器人可能无意中将星球上所有的资源都转变成一种纳米砂。这被称为“灰蛊景象”。这种纳米砂的颗粒大小均匀，沉积在星球表面或者悬浮在大气层中，可以根据独特的光谱检测到。