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如何向外星人指示地球方向:脈沖星可以當(dāng)“星際燈塔”

2021/12/7 10:32:32 來源:新浪科技 作者:葉傾城 責(zé)編:長河

北京時間 12 月 7 日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,宇宙大得令人難以置信,并且其歷史可追溯至 138 億年前,考慮到宇宙的空間和時間跨度,似乎地球人類并非宇宙中唯一的高等智慧文明,或許在某一時期的某顆星球,潛在著神秘的智慧生命,如果有地外智慧生命存在,我們?nèi)绾闻c他們建立聯(lián)系,假設(shè)我們愿意做朋友,如何將他們指引到地球呢?

▲ 向外星人指示地球方位,比使用谷歌地圖更復(fù)雜。

科學(xué)家可以使用多種技術(shù)向遙遠(yuǎn)的外星人發(fā)送方向指標(biāo),但更重要的是,研究人員必須想出一種方法,向我們的外星客人發(fā)送可理解的星際地圖,顯然這是一個非常棘手的問題。

如果你試圖告訴某人你在哪里,就會需要地圖等公共參考資料,這是一種固定的參照引用,但在浩瀚的星系空間,沒有什么是固定不變的,恒星和行星受引力影響彼此作用,一直處于不斷變化之中,就像緩慢的宇宙華爾茲,彼此環(huán)繞旋轉(zhuǎn)著,但即使在我們不斷變化的銀河系中,科學(xué)家也想出一些方法,將地球所在位置傳遞給任何潛在的神秘外星生命。

大多數(shù)人會說,向地外空間發(fā)送強(qiáng)大的無線電波傳輸就行。電磁輻射(包括從可見光、無線電波以及紅外線)一直是向宇宙?zhèn)鞑サ厍蛐畔⒌氖走x方案,通過巧妙地調(diào)制電磁波頻率,科學(xué)家們可以用簡單的二進(jìn)制代碼傳播復(fù)雜信息,由于電磁波具有方向性,任何截獲該信號的智慧外星人都可以輕易地追蹤到地球的位置。

▲ 圖中是先驅(qū)號探測器牌匾,其中記錄著“脈沖星地圖”,地球位于線條交匯中心,還描繪著一個男人和一個女人。

在所有不同類型的電磁波中,無線電波是進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的常用方法,依據(jù)美國宇航局的觀點(diǎn),這是因?yàn)闊o線電波的頻率填補(bǔ)了電磁波譜的一個“缺口”,被稱為“水洞(water hole)”。在 1420-1720 兆赫之間的頻率,水的兩種成分 —— 氫和羥基(氧和氫結(jié)合的化合物)起到了一種“化學(xué)隔音”的作用,可以吸收較低或者較高的振動,使通道相對沒有宇宙背景噪音,水洞上方和下方的頻率相對“嘈雜”,因?yàn)樗鼈兂錆M量子振動和宇宙大爆炸殘留的輻射。

之前科學(xué)家曾嘗試將無線電波發(fā)送至外太空,試圖與潛在外星人進(jìn)行交流,1974 年,研究人員利用位于波多黎各的阿雷西博陸基望遠(yuǎn)鏡,向 21000 光年之外的 M13 星團(tuán)發(fā)射無線電頻率信息。依據(jù)搜尋地外文明組織(SETI)所述,該信息是一個簡單的二元象形圖案,包括:DNA 分子、太陽系和簡單人形線條等內(nèi)容,從那時起,無數(shù)無線電信息被發(fā)射至太空,例如:2008 年美國宇航局發(fā)送“穿越宇宙”的信號,這與披頭士樂隊(duì)名曲《穿越宇宙》同名。

然而,無線電波的一個潛在問題是,它們在傳播過程中會產(chǎn)生衍射或者頻帶變寬,就像池塘中的漣漪一樣,地球發(fā)送的無線電波如果抵達(dá)遙遠(yuǎn)星系時,可能會變得太分散,無法攜帶可識別的信息,為了傳達(dá)更直接的信息,使用可見激光進(jìn)行傳播可能更為實(shí)用。

▲ 科學(xué)家可以使用多種技術(shù)向遙遠(yuǎn)的外星人發(fā)送方向指標(biāo),但更重要的是,研究人員必須想出一種方法,向我們的外星客人發(fā)送可理解的星際地圖,顯然這是一個非常棘手的問題。

由偏振激光或者單一平面共振光線組成的目標(biāo)信息,有可能比無線電信號傳播得更遠(yuǎn),而不出現(xiàn)信號弱化。然而,由于光波是一個更加緊密的信號,它們的頻帶非常窄,科學(xué)家在發(fā)送該信息的時候需要很高的精度,換句話講,我們需要知道外星人所處的大致方向區(qū)域,才能向他們發(fā)送定向激光信息。

一些科學(xué)家采取了一種不同尋常的星際交流方式,該方式更類似于‘瓶子信息’的方式,其中最著名的星際交流方式是金色“先驅(qū)者號牌匾”,上面刻著兩個人形 —— 一個男人和一個女人,以及一張“地圖”,該地圖記錄了 14 個獨(dú)特的宇宙標(biāo)志:脈沖星,指示著太陽系的方向。

脈沖星是密度極高、旋轉(zhuǎn)著的死亡中子星殘骸,其星體兩極噴射電磁輻射束,當(dāng)它們旋轉(zhuǎn)時,這些輻射束看起來像“脈沖”或者閃爍體,就像燈塔一樣。由于脈沖星的存在猶如星系中罕見的類似節(jié)拍器的目標(biāo),它們對星際導(dǎo)航非常有用。事實(shí)上,美國宇航局計(jì)劃使用脈沖星作為一種宇宙 GPS,通過測量來自 3 顆或者更多脈沖星的每個脈沖產(chǎn)生的微小變化,航天器可以三角定位其所在星系的位置。在“先驅(qū)者號”探測器的牌匾上,每顆脈沖星都用一條線標(biāo)出它與地球的距離,還有一些線條標(biāo)記著脈沖星的旋轉(zhuǎn)速度。

然而,脈沖星具有獨(dú)特的方向性,它們的閃光并非從每個角度都能探測到,因此,如果某外星文明發(fā)現(xiàn)了先驅(qū)者號牌匾,并將它作為地圖進(jìn)行解讀,他們必須弄清楚我們看到了什么,當(dāng)科學(xué)家設(shè)計(jì)這塊牌匾時,他們認(rèn)為任何能找到并捕獲先驅(qū)者號探測器的地外文明都會對脈沖星產(chǎn)生足夠的深入認(rèn)知,從而能解讀該牌匾的信息內(nèi)容。

但先驅(qū)者號牌匾不僅僅是一個瓶子信息,它還是一個時間膠囊,它的脈沖星圖案上線條標(biāo)記著從 1972 年以來地球角度觀測到每顆脈沖星的旋轉(zhuǎn)速度,但那些快速旋轉(zhuǎn)的脈沖星正處于減速狀態(tài),幾億年之后,其中一些脈沖星可能不再旋轉(zhuǎn),某個智慧地外文明找到先驅(qū)者號探測器需要的時間可能更長,更不必去到達(dá)地球,所以,雖然人類有無數(shù)種方法向外星指引地球所在位置,但是否能發(fā)現(xiàn)地外文明的一個關(guān)鍵因素是:耐心。

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