文|百談史蹤
編輯|百談史蹤
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前言:“這個世界收到了你們的信息。我是這個世界的一個和平主義者,我先收到信息是你們文明的幸運,警告你們:不要回答!不要回答!不要回答!”這是《三體》中1937号觀察員的一段話。
真的有外星文明存在嗎?
5月17日,美衆議院的一個委員會舉行了以不明飛行物為主題的公開聽證會,這是50年來首次。此前在2004年至2021年間,美國共觀察到144例不明航空現象。
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俄羅斯航天局局長德米特裡羅戈津也在6月11日的一檔電視節目中表示,他相信存在外星生命,而且可能比人類更聰明,技術更先進。他們可能已經在研究人類文明,隻是沒被發現。
德米特裡羅戈津
而在14日,這樣一條消息登上了熱搜。在近日,北京師範大學天文系宇宙學與地外文明研究團組中國地外文明搜尋首席科學家張同傑教授及其團隊,使用“中國天眼”捕捉到了幾例可能來自地球以外的技術痕迹和地外文明候選信号。
一個月之内,三個國家都提到了外星文明的問題,讓我們不由得重視起來。
來自微博網友的評論
就連霍金也曾預言,外星人是危險的,他們可能會為資源入侵地球。
地外文明對于我們來說十分陌生,那我們又是如何确定這些信号是可疑信号而非自然現象所産生的呢?
霍金先生
一、可疑信号還是自然信号?随着太空技術的不斷發展,人類對宇宙的探索活動越來越多,對于外星人、地外文明的研究與讨論,也從未停止。
在探索活動中,射電望遠鏡是最重要的成員之一。它能收集到地球以及來自地外天體的射電輻射(電磁波),并經過接收機的加工轉換成可供記錄和顯示的形式。
對這些信号的研究,我們就能分辨出哪些是人造信号,哪些來自宇宙的天體輻射和自然現象,從而确定信号的來源。
圖片來源于網絡-射電望遠鏡
從理論上說,射電望遠鏡觀測到的信号一般會有三個來源。
第一種就是地球上人類活動産生的信号,比如無線網絡、手機、微波爐等幹擾信号以及發射航天器或者火箭産生的輻射信号。第二種則是來源于宇宙中的天體活動,比如黑洞、脈沖星、中子星或者矮星系。第三種則是與外星生命有關。
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而區分這些信号的方法就是利用信号的頻段。
每一天,地球上射電望遠鏡等探測設備能接收到大量來自宇宙不同地方的電磁波信号,這些信号的頻率和強弱各不相同,根據各種電磁波頻段的不同,科學家們就能分辨出哪些電磁波是自然産生的,哪些又是人造信号,哪些有可能與外星生命有關。
舉例來說,航天發射活動使用的信号,頻率普遍集中在“窄頻”。而人造信号多集中在窄頻而且頻帶單一。
圖片來源于網絡-航天器發射
在2020年的秋天,科學家就曾監測到來自比鄰星的信号,這一消息在當時引起了軒然大波,因為這個信号來自距離我們4.2光年外的地方,卻隻有982兆赫,這很顯然是一個窄頻無線電信号,而目前已知的自然方法無法做到将電磁波能量壓縮至這樣的單一頻帶頻率。
這裡需要注意的是,前兩種信号都會有很大可能被認為是來自外星生命的信号。
圖片網絡-比鄰星是離太陽最近的恒星
就比如1998年,澳大利亞的64米帕克斯射電望遠鏡發現了一組持續時間幾毫秒的無線電信号,他們被科學家命名為“佩裡頓”信号。這些信号擁有自然天體才有的特征,卻又有些像是人造的。
這令當時的科學家們百思不解,有很多媒體都認為這可能來自于外星人。
澳大利亞帕克斯射電望遠鏡
此後十年左右的時間,天文學家們多次從帕克斯的觀測數據中發現“佩裡頓”的存在,而其他的天文台卻并沒有這樣的記錄。
這樣奇怪的情況一直困擾着科學家們,直到2015年的一篇研究才指出,這個信号來自于帕克斯所在地址的某台微波爐,當望遠鏡轉到某個角度時恰好碰到微波爐被人打開,才會收到這樣的信号。
微波爐-圖源網絡
通常情況下,天體發出的電磁波具有一定的規律,科學家們會根據信号強弱的分布和頻率等判斷信号來自于何種天體,而這僅限于已知天體或者有規律的信号。
對于信号來源的研究是嚴謹的,對于未知或者未知規律的随機信号,研究者們不會放過任何一種可能性,因此這些信号也可能被懷疑其來源為外星生命。
那麼,如今對天體和宇宙的探索進行到現在,有怎樣的成果?尋找地外文明時又做了怎樣的嘗試?外星人是不是真的存在呢?
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二、探索宇宙及地外文明,外星人有待證實上個世紀的60年代,人類就嘗試各種方法,通過射電望遠鏡尋找地外文明。
1960年,天文學家弗蘭克德雷克開啟了第一個尋找外星人的實驗——“搜尋地外文明計劃”。他通過當時美國最大的阿雷西博射電望遠鏡觀察地外生命發出的無線電信号,可最後一無所獲。
阿雷西博射電望遠鏡-圖源網絡
1967年,天體物理學博士喬斯林貝爾和其老師安東尼休伊什共同捕捉到了一組十分規律的重複電信号,兩人對其展開了研究,并将其命名為“小綠人”。
他們用了十年的時間來确定這次信号到底是來源于哪裡。1977年兩人表示,這個信号比任何已知恒星釋放的信号都快,并且時間間隔精準。
喬斯林·貝爾·伯内爾-發現第一顆脈沖星
起初他們認為這可能是地球人類活動傳輸的信号,但其來源卻是在太陽系外,因此很容易就讓人想到這是不是外星人活動的電磁波被我們發現了。
可科學家都是嚴謹的,他們想到了方方面面,所以出于慎重考慮,并沒有直接對外宣稱自己找到了外星人的消息。
可是之後研究結果表明,他們的做法實在是太明智了,他們在另一個太空區域中發現了很多類似的信号,最後證明,這些信号都是一顆脈沖星釋放的。
脈沖星-特殊的中子星
對太陽系外的宇宙生命的探索還有很多,比如1977年的“WOW”信号,2015年的外星人超級建築、2016年的HD164595恒星、2017年的快速射線爆等,都曾被認為是與外星文明和星際飛船有關。
人類也嘗試過更為激進的方式,主動向外太空發出代表太陽系中有人類文明存在的信号
1974年,天文學家利用改建後的阿雷西博射電望遠鏡向宇宙發射了第一組信号,時長達3分鐘,面向的是距離地球2.5萬光年的準武仙座球狀星團M13.
M13:武仙座大球狀星團-圖源網絡
經過幾十年的搜尋,人類始終沒有找到外星文明存在的證據。而近幾天的新聞熱搜,讓有沒有外星人的話題再次成為社會讨論的焦點。
6月6日日本廣播協會報道,日本文部科學省透露,小行星探測器“隼鳥2号”從“龍宮”小行星上帶回的沙土裡發現了20多種與生命活動密切相關的氨基酸,其中已經确認的有異亮氨酸、用于制造膠原蛋白的甘氨酸以及産生鮮味的谷氨酸等。
“隼鳥二号”衛星探測器-圖源網絡
“龍宮”小行星距離地球1.4億公裡,相當于兩個太陽距離(太陽距離指地球地心到太陽日心的距離)。
“隼鳥2号”在2018年6月造訪“龍宮”,2019年11月返航,在此期間從行星地表和地下帶回了5.4克的沙土樣本,于去年12月成功回歸。
這一發現首次直接證明了地外存在有機化合物。
日本廣播協會報道截圖-圖源網絡
其實很早以前人類就猜測太空中存在有機物,也曾在掉落到地球的隕石上檢測到微量的氨基酸,隻是這些都無法證明氨基酸是否是隕石本身就有的還是被地面有機物污染。
不過這一次樣本采集,直接取自小行星表面的地下物質,研究時也沒有暴露在外界空氣中,因此避免了宇宙射線、陽光以及風化的影響,還排除了氨基酸來自于地球的可能性。
圖源網絡
氨基酸是蛋白質的基本單位,同樣也是研究地球生命起源的重要線索,如此一來是否就意味着在地球之外真的存在外星生命呢?
其實不然,首先帶回的樣本量很少,而宇宙中存在的小行星難以計數,同時對樣本也隻是初步的檢測,必須采取進一步的研究,因此憑小行星中存在氨基酸還不能證實外星人的存在。
那幾天前登上熱搜的“中國天眼發現地外文明可疑信号”呢?
微博截圖
盡管相關人員表示已經發現了幾例來自地球以外的技術痕迹和地外文明候選信号,但一切都有待進一步的研究确認。
西澳大學射電天文學博士劉博洋認為,中國天眼發現了窄帶電磁信号,不等于最終發現了外星文明。發現這種信号與确認存在外星文明、外星人,兩者之間還有很長的一段路要走。
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而就在15号下午,北師大張同傑教授就表示這樣的新聞标題是有誤的。
不過,盡管幾十年的搜尋,仍然沒有找到外星人确實存在的證據,但是近幾年中國天眼的加入,卻實打實開啟了搜尋外星文明的廣闊道路。
要說率先發現和确認地外文明,那“中國天眼”可以說潛力巨大。
FAST
三、“中國天眼”有多牛?“中國天眼”原名500米口徑球面射電望遠鏡,外文簡稱FAST,坐落于貴州省黔南布依族苗族自治州,始建于2011年3月25日,2016年9月5日落地啟動儀式後就進入了試運行階段,到2020年1月11日正式開放運行。
FAST是是目前全球最大的單孔徑射電望遠鏡,其靈敏度極高,能夠用于捕捉宇宙中微弱的無線電信号。
中國天眼
“中國天眼”能夠看穿130多億光年的區域,将人類視野擴展到接近宇宙邊緣。
距離正式驗收已經過了兩年多了,這期間,FAST的運行效率和質量不斷提高,年觀測時長超過5300小時,并且獲得了重要的科研成果。
據統計,我國科學家利用“中國天眼”,持續發現毫秒脈沖星,當前已經發現了約500顆,成為自運行以來世界上發現脈沖星效率最高的設備。
FAST發現的脈沖星藝術效果圖 圖源:科技日報
要說這兩年間讓國際天文界都印象深刻的事情,就不得不提“FRB20190520B”。
FRB——快速射電暴(Fast Radio Bursts),這是宇宙中最明亮的射電爆發現象,在一毫秒的時間裡就能釋放出相當于大約太陽一整年釋放的輻射能量。
快速射電暴的研究時間并不長,2007年時才第一次确定了他的存在,幾年來,同一個FRB往往隻能被探測到一次,直到2016年,一次重複的快速射電暴被美國的阿雷西博射電望遠鏡探測到,這次重複的射電暴被命名為FRB20121102A。
快速射電暴-圖源網絡
隻是後來随着設備的不斷升級,全球公布了近五百例快速射電暴,隻有不到10例有活躍爆發,科學家們期待的持續活躍的FRB更是久久沒有出現。
而轉機則發生在2019年,“中國天眼”試運行的後期。
5月20日夜裡,FAST一如既往地仰望着天穹,他正在傾聽來自宇宙的聲音。
中國天眼
“嘀,嘀,嘀......”波束掃過的短短10秒内,FAST探測到了三次脈沖信号,而20秒後,又在相鄰位置再次探測到了一次脈沖信号。
“中國天眼”20秒内看到了4次脈沖信号。
在排除了脈沖星和射電幹擾後,科學家确定,該脈沖信号來自于一個新的FRB,按照命名的慣例,這次的FRB被命名為“FRB 20190520B”
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後續的觀測,科學家們發現,這次的FRB不僅是重複的,還沒有爆發窗口期,是一個持續活躍着的快速射電暴,這是迄今為止唯一一例。
“190520,依舊520”,這讓平時嚴謹的科學家也感受到,緣分是如此妙不可言。
科學家又怎會被這短暫的浪漫束縛住腳步,他們對這次的FRB進行了全方位的搜索。
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他們為了找到這次FRB的起源尋求了國際的合作,通過與美國甚大列陣望遠鏡、美國帕洛瑪200英寸望遠鏡和凱克望遠鏡、加拿大-法國-夏威夷望遠鏡和日本斯巴魯近紅外光學望遠鏡共同努力,最終确定它的宿主星系為30億光年外的貧金屬矮行星。
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20秒内看到4次來自30億光年外的快速射電暴,這用“一眼萬年”來形容,可真的是恰如其分。
其實對于外星人的問題,美國一直諱莫如深,這讓外星人一直披着神秘的面紗。
直到上個月美國專門舉行了以UFO為主題的聽證會,五角大樓也公布了隐藏多年的UFO“神秘影像”。
五角大樓曝光UFO神秘影像-圖源網絡
可上文提到的,發現FRB20121102A的美國“天眼”阿雷西博射電望遠鏡卻并沒有在發現外星生命方面有怎樣的成果,并且在2020年,該望遠鏡因為嚴重的電纜事故導緻設備崩塌被廢棄。
廢棄的“美國天眼”
“中國天眼”成為太空探索和發現外星人的關鍵平台,擔起了地外文明的搜尋重任。
在尋找地外文明方面,“中國天眼”具備三大優勢:更大的觀測天區、高兩倍的靈敏度和接受不同天區信号的19波束
而針對FAST的19波束觀測模式,科研團隊在國際上首次提出了地外文明搜尋多波束匹配和地外文明信号頻率漂移和偏振依據,将地外文明信号的鑒别過程改進得更加科學和完善。
中國天眼-FAST
結語:中國發展了屬于自己的太空探索技術,逐漸走在了世界前列,不僅為我國科學研究提供了強有力得到幫助,對于全世界探索太空也存在積極的影響,相信在科研工作者得到努力下,中國航空航天以及太空技術會更上一層樓。
外星文明是否存在依舊存疑,我們在探索宇宙,搜尋外星文明時,既要有一往無前的精神,也要心存憂患意識,防範霍金先生的預言成為現實。
“我們期待着‘中國天眼’能夠率先發現和确認地外文明的存在。”
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