物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)提出了著名的问题“他们在哪里?”，以表达他对银河系中没有其他智能文明存在迹象的惊讶。尽管多年来，人们提出了许多解决这个所谓“费米悖论”的可能方案，但对于哪一个方案是正确的(如果有的话)，仍没有达成共识。然而，我们是否在银河系(或整个宇宙)中是孤独的这个问题仍然是科学界，尤其是天文学中最有趣的问题之一。
考虑到太阳系外生命的出现、进化和生存能力(如果它存在的话)所涉及的巨大不确定性，我们将试图简要地识别出最普遍的、遥不可及的外星生命特征(包括简单的和智能的)，并检验各种搜索策略的预期有效性。这个话题已经成为非常及时,因为观测(主要是开普勒太空望远镜)表明,银河系包含不少于十亿个地球大小的行星轨道类太阳恒星(或更小)的“金发姑娘”区域,允许液态水存在于地球的表面(所谓的“宜居地带)。此外，对外星智能生命的搜索最近以“突破性监听”的形式获得了重大进展——这是一个耗资1亿美元的十年项目，旨在搜索100兆赫到50千兆赫之间的电磁带宽中的非自然传输。
在地球刚刚冷却到足以支持水基生物生存的温度时，地球上就出现了简单的生命。然而，要想从远处被探测到，生命必须进化到这样一个程度:它主宰了行星表面的化学物质，并显著地改变了大气，创造了化学“生物特征”，原则上可以被远程探测到。例如，在地球存在的头20亿年里，它本身可能不会被探测到是一颗有生命的行星。关于智慧生命的进化，主要的开放问题包括:
-复杂生命演化的地球化学限制是什么?
-这些约束规定的时间尺度是什么?
-是否存在进化的“过滤器”或瓶颈，使得向智力过渡变得极其困难?例如，在地球上，最基本的多细胞生命形式大约花了30亿年才出现。它花了45亿年(以及一系列的偶发事件，如板块构造和小行星撞击)才达到了最基本的星际通信能力(即通过无线电接收和传输)。这些考虑表明，首先确定比太阳系更古老的行星系统在银河系中是否普遍是很重要的。
目前太阳系的年龄大约是银河系圆盘年龄的一半，也是太阳预期寿命的一半。因此，我们预计银河系盘中大约有一半的恒星比太阳还要古老。最近一项关于行星形成历史的研究得出结论，太阳系的形成接近巨型行星形成的中位期，目前大约80%的类地行星可能在地球形成时就已经形成了(pdf)。这为我们探索太阳系外的智慧生命提供了巨大的杠杆作用。
哪一种可检测的生物特征可能被认为是简单生命存在的最可靠的特征(在一个足够古老的岩石行星上，在宜居地带)?即使没有一个单一的生物特征是绝对令人信服的，一个非常富氧的大气(比如20%或更多)可能是最初最有希望的目标。由于非生物过程(如强烈的紫外线辐射将二氧化碳分解)可以在行星大气中产生氧气，杏耀登录地址只有在罕见的情况下，这些过程才会产生如此高水平的富集。然而，只有与其他潜在的生物特征相结合，例如甲烷，才能显著增强氧的生命起源的可信度。
因此，在不久的将来寻找简单的太阳系外生命特征的第一步将是:寻找氧气，但要用其他生物特征来支持它。这可以(原则上)通过相对低成本的地面通量收集望远镜的大型阵列来实现(例如下一代欧洲超大望远镜;如果配备了非常高色散摄谱仪，收集区域的大小相当于几个足球场)。系外行星光谱中的氧谱线相对于地球大气中的氧会有轻微的多普勒位移，这使得探测它们变得相对简单(尽管绝对不容易)。更困难的是，要用红外线探测甲烷。
太空任务的要求是什么?如果这样的任务没有发现任何生物特征，我们希望至少能够对太阳系外生命的稀有性做出有意义的限制。模拟显示,在非探测的情况下,能够做一个声明如:“远程探测生活发生在不到10%的类太阳恒星周围的类地行星,”需要的能力形象和特征至少三四十名所以exoEarths的大气层。这样的当量，将需要一个直径超过8.5米的太空望远镜。拟议中的宜居系外行星成像任务(HabEx)正在为下一次10年一次的调查进行讨论，它必须在目前设想的孔径上限上进行设计，以满足这一特殊要求。更有雄心的9到12米的大型紫外/光学/红外(LUVOIR)型太空望远镜，如拟议中的高清晰度太空望远镜，将是21世纪30年代的一个自然候选任务。
理想情况下，人们会希望超越生物特征，
杏耀注册 ，寻找外星技术文明的最清晰迹象。这可能是对一个智能的、非自然的信号的明确探测，最明显的是通过无线电传输，这是SETI(搜寻地外文明)计划的目标。然而，有一种明显的可能性是，无线电通讯可能被认为是一种古老的高级生命形式。在大多数文明中，它的使用可能是短暂的，因此在宇宙的大范围内是罕见的。那么什么是通用签名呢?能源消耗是一个先进文明的标志，似乎几乎不可能隐藏。
对一项先进技术而言，两种最合理、最长期的能源来源是通过一种被称为“戴森球”的结构来控制恒星的光度，可能包括从许多恒星(而不是一个，甚至整个星系)获取星光;另一种是通过氢的受控聚变形成更重的原子核。在这两种情况下，废热将是一个不可避免的结果，产生可检测的中红外(MIR)信号。已经提出的其他先进文明的潜在特征，如各种形式的大气工业污染，或短命的放射性产品，必然是短暂的。(基本上这些外星人要么清理自己的行为，要么毁灭自己)。另一方面，红外辐射似乎是不可避免的。广域红外探测卫星(WISE)最近进行的一次大型调查的确确认了五个红色螺旋星系，它们的高MIR和低近紫外光度的组合与高恒星形成率的简单预期不一致。然而，对于这些观测结果的传统解释，如存在大量的内部尘埃，还没有被排除。在我们探究这些奇特的物体是否代表了星系中占优势的物种之前，应该对它们进行进一步的观察。
更悲观地说，基于生物的智能可能只是复杂性进化的一个非常短暂的阶段，随后将出现未来学家所称的“奇点”——人工无机智能的主导地位。如果情况确实如此，那么最先进的物种很可能不会在一个行星的表面被发现(在那里，重力有助于生物生命的出现，但在其他方面是一种负担)。但出于能源方面的考虑，它们可能仍在一个燃料供应点(即恒星)附近。即使这样的智能机器能够传输信号，它也可能无法被我们相对原始的有机大脑识别和解码。
这也许可以解释费米悖论。如果这一假设成立，登录杏耀平台那么我们通过生物特征探测到简单生命的几率将远远大于发现智能外星人的几率。尽管如此，探测高级智能信号的最终目标，无论是生物学的还是非生物学的，仍然是最有趣的选择。为2020年代提出的项目提供全部动力，如日本的宇宙和天体物理学空间红外望远镜(SPICA)和美国国家航空航天局的远红外探测器。
关键在于，人类历史上第一次，我们离真正回答“我们是孤独的吗?””的问题。因为这个问题的答案可能会影响到我们的最后一个关于宇宙特殊性的主张，所以它的重要性怎么强调都不过分。无论如何，正如Giuseppe Cocconi和Philip Morrison在1960年《自然》杂志上发表的关于寻找外星人的文章(pdf)结尾所说的那样，我们永远不会知道，除非我们去寻找!
