2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——天文學(xué)家對(duì)外星文明的探究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪項(xiàng)不是現(xiàn)代SETI（搜尋地外文明計(jì)劃）的主要搜尋手段？A.射電望遠(yuǎn)鏡監(jiān)聽B.探測地外行星的引力波信號(hào)C.光學(xué)望遠(yuǎn)鏡搜尋特定光脈沖D.分析系外行星大氣成分2.提出著名“奧茲瑪計(jì)劃”的天文學(xué)家是？A.卡爾·薩根B.弗蘭克·德雷克C.羅伯特·赫什科D.吉恩·朗道爾3.“費(fèi)米悖論”的核心問題是？A.我們?nèi)绾翁綔y到地外行星？B.宇宙中存在大量潛在宜居行星，為什么我們沒有發(fā)現(xiàn)地外文明信號(hào)？C.系外行星的大氣主要由什么組成？D.主動(dòng)向地外發(fā)送信息是否道德？4.以下哪個(gè)概念指的是行星圍繞恒星運(yùn)行時(shí)，可能適合生命存在的軌道區(qū)域？A.宇宙塵埃云B.超新星爆發(fā)C.宜居帶（HabitableZone）D.恒星系旋臂5.被譽(yù)為“現(xiàn)代SETI之父”的是？A.卡爾·薩根B.弗蘭克·德雷克C.約翰·馮·諾依曼D.阿瑟·克拉克6.以下哪項(xiàng)技術(shù)或項(xiàng)目是利用分布式計(jì)算力量搜尋SETI信號(hào)的？A.巨型射電望遠(yuǎn)鏡陣列B.SETI@homeC.“突破聆聽”計(jì)劃D.開普勒太空望遠(yuǎn)鏡7.根據(jù)德雷克方程，影響潛在地外文明數(shù)量（N）的關(guān)鍵參數(shù)之一是“文明壽命”（L），它通常指的是？A.一個(gè)文明從產(chǎn)生到毀滅恒星的時(shí)間長度B.人類文明使用無線電廣播的時(shí)間C.系外行星形成的時(shí)間D.恒星在主序階段燃燒的時(shí)間8.提出著名的“黑暗森林法則”來解釋費(fèi)米悖論的理論家是？A.卡爾·薩根B.弗里曼·戴森C.劉慈欣（借其小說概念）D.尼爾·德格拉斯·泰森9.以下哪項(xiàng)不是尋找地外生命生物標(biāo)志物（Bio-signatures）的主要目標(biāo)？A.搜尋地外行星的液態(tài)水證據(jù)B.探測系外行星大氣中的氧氣C.監(jiān)聽地外文明的無線電廣播D.分析系外行星的表面顏色特征10.詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在搜尋地外生命方面的重要貢獻(xiàn)可能在于？A.直接拍攝外星文明的飛船B.提供極高分辨率的光學(xué)圖像搜尋外星城市C.分析系外行星大氣的詳細(xì)化學(xué)成分，尋找生命跡象D.精確測量所有系外行星的質(zhì)量二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.SETI是__________的縮寫，主要目標(biāo)是搜尋宇宙中可能存在的__________。2.弗蘭克·德雷克提出的__________方程試圖估算銀河系中潛在的智慧文明數(shù)量。3.當(dāng)人類首次嘗試向宇宙發(fā)送信息時(shí)，卡爾·薩根等人選擇的方向是______________（星座名）的方向。4.搜尋地外文明的光學(xué)SETI主要關(guān)注探測來自外星文明的__________信號(hào)。5.“大過濾器”理論認(rèn)為，從簡單生命到銀河系內(nèi)普遍的智慧文明之間存在一個(gè)或多個(gè)極其難以逾越的__________。6.主動(dòng)向宇宙發(fā)送信息，特別是可能包含地球位置的信息，引發(fā)的倫理擔(dān)憂被稱為__________問題。7.確定一個(gè)行星是否“宜居”，除了溫度適宜（位于宜居帶）外，通常還會(huì)考慮大氣層、__________和液態(tài)水的存在等因素。8.望遠(yuǎn)鏡的__________能力直接決定了其能探測到多暗弱的信號(hào)。9.除了SETI，天文學(xué)家通過尋找__________（行星類型）及其大氣成分，作為尋找地外生命可能性的間接證據(jù)。10.對(duì)于費(fèi)米悖論，一種解釋是，雖然生命可能容易產(chǎn)生，但發(fā)展出__________（能力）的文明可能非常罕見或會(huì)自我毀滅。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)給出簡潔明了的定義。）1.宇宙射電背景輻射2.多普勒頻移3.生物標(biāo)志物（Bio-signature）4.可愛星球（ZooHypothesis）5.技術(shù)階梯（TechnologicalLadder）四、簡答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡要回答下列問題。）1.簡述射電SETI和光學(xué)SETI的主要區(qū)別和挑戰(zhàn)。2.簡要列舉并說明費(fèi)米悖論提出的幾種主要解釋。3.為什么尋找系外行星的大氣成分被認(rèn)為是尋找地外生命生物標(biāo)志物的一個(gè)有前景的方向？4.簡述“黑暗森林法則”的核心思想及其對(duì)主動(dòng)SETI行為的潛在影響。五、論述題（每題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，圍繞以下問題展開論述。）1.試述人類探索外星文明的動(dòng)機(jī)及其所面臨的科學(xué)和倫理挑戰(zhàn)。2.以具體實(shí)例說明，近年來天文學(xué)技術(shù)的發(fā)展（如詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡）如何為搜尋地外生命（包括潛在的外星文明）帶來了新的機(jī)遇和可能性。3.如果未來SETI項(xiàng)目真的接收到一個(gè)明確的人工起源信號(hào)，你認(rèn)為人類應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)？請(qǐng)從科學(xué)、外交、社會(huì)等多個(gè)角度進(jìn)行分析。---試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.C5.B6.B7.A8.C9.C10.C二、填空題1.搜尋地外文明計(jì)劃，智慧文明2.德雷克，潛在地外文明3.仙女座（Orion）4.光脈沖5.過濾器6.主動(dòng)接觸7.水圈8.視野，分辨率或靈敏度9.系外行星10.星際旅行能力或星際通訊能力三、名詞解釋1.宇宙射電背景輻射：大爆炸留下的、遍布整個(gè)宇宙的微弱電磁輻射。2.多普勒頻移：波源與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致接收到的波頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。在SETI中，用于判斷信號(hào)源是否在遠(yuǎn)離或接近地球。3.生物標(biāo)志物（Bio-signature）：指示生命存在或曾經(jīng)存在過的特定痕跡或特征，可以是化學(xué)（如大氣成分）、物理或其他形式。4.可愛星球（ZooHypothesis）：一種假設(shè)，認(rèn)為地外文明存在，但它們有意避免與人類接觸，如同動(dòng)物園里的動(dòng)物一樣被觀察但不被打擾。5.技術(shù)階梯（TechnologicalLadder）：描述文明技術(shù)發(fā)展水平的一個(gè)概念，通常從基礎(chǔ)通信、能源利用到星際旅行等不同階段。四、簡答題1.射電SETI主要使用射電望遠(yuǎn)鏡監(jiān)聽來自外星文明的強(qiáng)功率、特定模式或重復(fù)的射電信號(hào)，挑戰(zhàn)在于信號(hào)淹沒在自然射電干擾中，且難以判斷信號(hào)意圖。光學(xué)SETI使用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡搜尋地外文明可能發(fā)射的短脈沖激光或高亮度光碟，挑戰(zhàn)在于脈沖極其短暫、隨機(jī)，且需要克服大氣干擾和精確的天體定位。2.主要解釋包括：①生命稀有論（生命起源本身極其困難）；②文明短命論（智慧文明存在時(shí)間相對(duì)于宇宙年齡很短，或易因內(nèi)部沖突、環(huán)境災(zāi)難等毀滅）；③距離遙遠(yuǎn)論（潛在文明相距太遠(yuǎn)，信號(hào)難以到達(dá)）；④技術(shù)限制論（無法產(chǎn)生或探測到我們可識(shí)別的信號(hào)）；⑤宇宙社會(huì)學(xué)研究（存在“黑暗森林”法則，高級(jí)文明會(huì)隱藏自己）；⑥我們孤獨(dú)論（以上因素綜合，人類可能是唯一的智慧文明）。3.尋找系外行星大氣成分，特別是探測像氧氣和甲烷這樣的組合（如果單獨(dú)存在可能源于地質(zhì)活動(dòng)），可以提供生命存在的強(qiáng)有力證據(jù)。因?yàn)檫@種化學(xué)組合在自然地質(zhì)過程中難以穩(wěn)定共存，其存在更傾向于支持生物光合作用等生命過程。這為尋找可能宜居的系外行星提供了一個(gè)間接但重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)。4.“黑暗森林法則”的核心思想是：宇宙就是一座黑暗森林，每個(gè)文明都是帶槍的獵人，像幽靈般潛行于林間，輕輕撥開擋路的樹枝，竭力不發(fā)出腳步聲，連呼吸都必須小心翼翼。任何暴露自己存在的文明都將很快被其他更強(qiáng)大的文明發(fā)現(xiàn)并消滅。該法則認(rèn)為，生存是文明的第一需要，文明不斷增長和擴(kuò)張，但宇宙中的物質(zhì)總量基本保持不變，因此，文明之間的沖突是必然的。這可能導(dǎo)致主動(dòng)向宇宙發(fā)送信息（暴露坐標(biāo)）的行為非常危險(xiǎn)。五、論述題1.人類探索外星文明的動(dòng)機(jī)源于對(duì)生命本質(zhì)的好奇、對(duì)宇宙中是否存在“我們”同伴的求知欲、尋找地外智慧以應(yīng)對(duì)地球自身挑戰(zhàn)（如技術(shù)瓶頸、環(huán)境危機(jī)）以及哲學(xué)和宗教層面的思考（人類在宇宙中的位置）。面臨的科學(xué)挑戰(zhàn)包括信號(hào)探測難度極大、如何識(shí)別真實(shí)信號(hào)與自然現(xiàn)象的區(qū)分、信號(hào)來源的解讀等。倫理挑戰(zhàn)則包括主動(dòng)接觸（METI）可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)（如暴露地球位置引發(fā)沖突或被不友好文明攻擊）、對(duì)地外文明潛在權(quán)利的尊重、信息公開帶來的社會(huì)沖擊以及對(duì)人類自身價(jià)值觀的沖擊等。2.近年來天文學(xué)技術(shù)發(fā)展顯著，為SETI和尋找地外生命提供了新機(jī)遇。例如，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡具有極高的靈敏度、分辨率和光譜覆蓋范圍，能夠分析系外行星大氣的詳細(xì)成分，幫助搜尋生物標(biāo)志物；大型射電望遠(yuǎn)鏡陣列（如SKA）將極大提升射電SETI的探測能力，能同時(shí)觀測更多天空區(qū)域，并處理更復(fù)雜的信號(hào)；先進(jìn)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)改善了光學(xué)SETI的觀測條件；人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用加速了海量觀測數(shù)據(jù)的分析處理，提高了發(fā)現(xiàn)潛在信號(hào)的可能性。這些技術(shù)進(jìn)步使得我們能夠探測更遙遠(yuǎn)、更暗弱的信號(hào)，分析更復(fù)雜的環(huán)境信息，從而更有效地探索宇宙中的生命跡象。3.如果收到明確的人工起源信號(hào)，應(yīng)對(duì)需極其謹(jǐn)慎，并應(yīng)采取多方面措施：首先，應(yīng)立即成立國際專家小組進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證，確認(rèn)信號(hào)的真實(shí)性和來源。其次，在確認(rèn)無誤前，應(yīng)