在浩瀚宇宙中,跨越星际距离的通信一直被视为科技文明的终极挑战。无线电信号要穿越光年的尘埃、气体与电磁噪声,其衰减程度远超我们在地球上能想象的范围。然而,宇宙本身提供了一种天然机制——恒星的引力透镜效应,它能像一面巨大却隐形的放大镜,使通过的电磁波被聚焦并增强。
基于这一概念,宾夕法尼亚州立大学的一个研究生团队提出了一个颇具前瞻性的设想:如果有外星文明正在利用太阳作为通信透镜,我们应该可以在太阳引力焦点的位置“听到”它们的信号。

这一研究最初源自该校的一门 SETI(地外文明搜索)研究生课程,成果随后被Astronomical Journal公开发表《A Search for Radio Technosignatures at the Solar Gravitational Lens Targeting Alpha Centauri》。这也是世界上首次从“太阳作为星际通信节点”的角度展开系统搜寻。
引力透镜:恒星的自然放大机制
引力透镜效应源于爱因斯坦的广义相对论。当光线或无线电波经过大质量天体附近时,会因时空弯曲而发生偏折,从而形成类似望远镜的聚焦效果。科学家早已设想利用这一机制打造超大口径“望远镜”,以观测遥远星系或系外行星的细节。
而这一原理同样适用于星际通信。若一个先进文明意图向数光年外传输讯号,利用恒星的“自然透镜”可以减少发射功率、提升通信范围与信号质量。正如宾夕法尼亚州立大学研究团队导师 Jason Wright 所说:“如果有文明利用太阳作为放大器,我们只要在正确的位置,就能侦测到它们的信号。”
星际通信可能依赖“节点网络”
星际通信有一个根本难题:距离过于遥远。信号在星际介质中传播时会不断衰弱,因此单向、直线式的“点对点通信”并不现实。
基于此,宾夕法尼亚州立大学研究团队提出一种更符合工程逻辑的假设:外星文明可能使用类似人类通信网络的“节点式结构”。就像手机信号塔、卫星转发站、电信基站等共同构成地球上的通信网络,星际之间也可能布置由探测器或中继器形成的巨型通信链路。
这些中继器会停驻在利用恒星引力透镜最优的位置,而太阳的关键节点(最佳通信节点)便位于距离约 550 AU(天文单位) 的空间区域。

团队将望远镜指向太阳—比邻星(Alpha Centauri)连线的反方向,并选取距离太阳约 550 AU 的引力焦点区域。这处位置若有探测器驻守,它可能承担三类任务:直接向地球发送信号;与太阳系内部探测器通信;利用太阳引力透镜向比邻星方向发送深空链路信号。
研究团队在这一目标区域进行了系统的无线电观测,希望捕捉任何可能由文明活动产生的非自然信号。
为什么选择无线电波?“水洞”频段的科学意义
尽管过去已有一些“光学 SETI”的尝试,宾夕法尼亚州立大学研究团队最终选择了无线电波段作为主要搜索手段。无线电波具有传播远、穿透力强、抗干扰能力高的特点,而团队特别关注的“水洞”(waterhole)频段则更为关键——这是介于氢原子与羟基分子的自然辐射之间的一段极为安静的无线电频谱,被许多科学家视为文明共享的天然通信带宽。
在这一清洁、安静的频段,噪声极少,任何异常信号都更容易被识别。
研究团队在美国西弗吉尼亚的格林班克望远镜完成了整夜的观测,并与 Breakthrough Listen 项目协作进行数据分析。最终,根据所选频段与方向,团队没有发现可归因于外星文明的无线电信号。
尽管结果为“未检出”,研究团队认为实验本身已经验证了方法的可行性。正如团队成员 Nick Tusay 所说:“我们只观测了一晚,如果探测器当时没有发射信号,我们自然无法捕捉。但这证明我们能以这种方式探索引力透镜通信。”
未来方向:更长时间、更广范围、更丰富频段
研究团队认为,这只是探索的第一步。未来可以继续:延长观测时间,增加不同夜晚的累计数据;选择更多邻近恒星作为目标;扩展至更宽的无线电频谱;深入分析 Breakthrough Listen 的历史数据库中尚未关注的区域。
团队成员 Macy Huston 表示:“虽然我们使用的频段并非引力透镜通信的最佳选择,但整体方法非常稳健。未来的研究可以在此基础上不断拓展。”