我們如何給外星人指明地球的方向?

2021-12-15     科技大咖控

原標題:我們如何給外星人指明地球的方向?

宇宙之大,令人難以置信,而且古老得令人難以置信。考慮到所有這些時間和空間,似乎很可能在某個地方,某個時候,另一個智慧的火花出現了。但是,如果在某個地方存在智慧生物,我們究竟如何才能與它們聯繫起來呢? 假設我們願意成為朋友,我們又如何指引它們前往我們的星球呢?

科學家可以利用幾種技術向遠方的外星人發送方向,但更重要的是,研究人員必須找到一種方法,向我們的客人發送可讀的星系地圖——這是一個棘手的問題。

「如果你試圖告訴別人你在哪裡,你需要一些共同的推薦信,對嗎?西班牙大西洋加那利群島天體物理研究所的天體物理學家 Héctor Socas-Navarro 告訴 Live Science。「但是銀河系中沒有什麼是固定的。」恆星和行星總是在不斷變化,在緩慢的宇宙華爾茲中繞著彼此移動。但是,即使在我們不斷變化的星系中,科學家們已經想出了一些方法,把我們的位置傳遞給任何可能存在的人。

「大多數人會說,『發送一個強大的無線電波傳輸,」』英國皇家天文學家馬丁里斯告訴 Live Science。

電磁輻射,包括從可見光到無線電波再到紅外線的一切,歷史上一直是向宇宙廣播地球信息的首選。通過巧妙地調節電磁波的頻率,科學家們可以用簡單的二進位代碼發現複雜的信息。由於電磁波是有方向性的,任何智能外星人攔截這種信號都可以簡單地追蹤到地球。

在所有不同類型的電磁波中,無線電波是這種通信的常用手段。根據 NASA 的說法,這是因為無線電波的頻率填補了電磁波譜中一個方便的空白,也就是所謂的「水洞」。在這個頻率ーー1420ー1720兆赫ーー氫和羥基(鍵合氧和氫)分子,水的兩個組成部分,起到一種化學「隔音」的作用,吸收越來越低的振動,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」,因為它們充滿了量子振動和大爆炸遺留下來的輻射。

過去,科學家們曾利用無線電波試圖與外星人進行通訊。1974年,研究人員從位於波多黎各的阿雷西沃望遠鏡向大約21000光年遠的 m13星團發射了無線電波。根據美國地外文明探索搜尋地外文明計劃(SETI)的說法,這條信息是一個簡單的二元象形文字,其中包含了一個 DNA 分子、我們的太陽系和一個簡筆畫人,以及其他東西。從那時起,大量的無線電信號被發射到太空,包括 NASA 在2008年發出的「穿越宇宙」信號,其中完全是披頭士的同名歌曲。

然而,無線電波的一個潛在問題是,它們在傳播過程中會衍射或擴大,很像水中的波紋。根據麻省理工學院林肯實驗室的研究,這意味著當它們到達一個遙遠的星系時,它們可能會變得過於分散,無法傳遞可辨別的信息。德國萊布尼茨太陽物理研究所的天體物理學家 Svetlana Berdyugina 說,為了獲得更直接的信息,我們應該使用可見雷射進行廣播。

由偏振雷射或振動發生在單一平面上的光製成的目標信息,有可能比無線電信號傳播得更遠而不會降低。然而,由於光波是一種更加緊湊的信號,它們非常狹窄。科學家在發送這些信息時需要使用令人難以置信的精確度。換句話說,在我們向外星人發送雷射導航之前,我們已經需要知道外星人在哪裡。

一些科學家對星際通信採取了不同的方法,更類似於「瓶中信」,索卡斯-納瓦羅說。據行星協會介紹,最著名的是金色的「先鋒牌匾」,天體物理學家卡爾 · 薩根和弗蘭克 · 德雷克於1972年將它附在先鋒10號探測器上。第二年,在先驅者11號上安裝了一個相同的牌匾。這些牌匾上刻有兩個人形(一個男人和一個女人) ,還有一張「地圖」,利用一系列14個奇怪的宇宙地標(脈衝星)指向我們的太陽系。

脈衝星(脈衝無線電源的簡稱)是死亡中子星的極端緻密的旋轉殘餘物,從它們的兩極發射出電磁輻射束。當它們旋轉時,這些光束看起來像「脈衝」或「閃爍」,就像燈塔的信標。因為脈衝星代表了銀河系中一個罕見的節拍器狀點,它們對導航極其有用,Berdyugina 說。事實上,據《自然》雜誌報道,美國宇航局計劃將脈衝星作為一種宇宙 GPS,用於未來的深空載人任務。通過測量來自三個或更多脈衝星的每個脈衝到達時的細微變化,太空飛行器可以對其在星系中的位置進行三角測量。在先驅者號的牌匾上,每顆脈衝星都標有一條線,表明它與地球的距離,還有一系列的艙口標記,表明它自轉的速度。

然而,脈衝星具有獨特的方向性,它們的閃光並不是從每個角度都能看到。因此,如果一個外星文明拿起先驅者的牌匾,像看地圖一樣看,「他們必須弄清楚我們看到了什麼,」Berdygina 告訴 Live Science,以免他們完全錯過一顆脈衝星。當他們設計這塊牌匾時,薩根和德雷克確信任何足夠先進的文明,只要能夠發現並捕獲先驅者號探測器,都會對脈衝星有足夠深入的了解,從而能夠解讀它。

但是先鋒牌匾不僅僅是一個瓶子裡的信息,它還是一個時間膠囊。它的脈衝星圖上的艙口標記從1972年地球生物的角度顯示了每顆脈衝星的旋轉率。但是那些快速旋轉的脈衝星正在減速。在幾億年的時間裡,其中一些可能根本不再旋轉。正如索卡斯-納瓦羅指出的那樣,智慧文明發現探測器所需的時間可能要遠遠長於智慧文明發現探測器所需的時間,更不用說前往地球了。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/508321855_121193003-sh.html