摄影： F. FERRARO, EUROPEAN SOUTHERN OBSERVATORY
如果宇宙是座巨型城市，
地球是城市中一个很小的房间——
那么，
我们把地球的门牌号写在小纸片上，
扔到宇宙这座城市中，
会有外人找上门来吗？
摄影：ROBERT SIMMON, NASA EARTH OBSERVATORY; REBECCA HALE, NGM STAF
事实上，
早在近半个世纪前，
天文学家就设计了一张地图，
它能够在银河系任何地方指向地球，
且任何有能力拦截宇宙飞船的科技文明，
都足以破译这张地图，
那么外星人会找上门来吗？
摄影：COURTESY FRANK DRAKE
你可能觉得难以置信，
地球上竟然有这样几个人类，
主动为太空里的智慧外星生物“指路”。
他们绘制的地图，
会使地球在未来数十亿年的时间里，
都暴露在 来自整个宇宙的威胁下吗？
1972年和73年，在两位天文学家的决定下，地图被刻上”金唱片”，先后搭乘“先驱者10号”和“先驱者11号”出发，与土星擦身而过，现在正飞向其他星球。随后在 1977年，两艘“旅行者号”太空探测器， 也搭载着指引地球方位的地图进入了太空。
“先驱者10号”它正携带着来自人类的信息飞往星际空间。这条信息被蚀刻在一块15×23厘米的镀金铝板上，用以告知发现它的人如何找到我们。
摄影：ALAMY STOCK PHOTO
这两位天文学家是谁？
又为什么“背叛“了人类？
其实让当时的天文学家们绘制一张宇宙坐标地图，指向银河系中数十亿颗星球中的一颗绝非易事。因为在银河系中并没有明显的标识，找到地球前要找到太阳系，而太阳相当不起眼，根本无法把它从银河系其他数千亿颗恒星中分辨出来。
图源：ZTF/D. GOLDSTEIN AND R. HURT (CALTECH)
这数千亿颗恒星中的每一颗都沿着自己的轨道环绕银河系的中心运行，与其邻近星球的相对位置在缓慢地变化着。恒星的这种相对位移意味着在不久的将来，遍布地球天空中的星座将不再是原来的样子了。
古埃及、古巴比伦、古代中国，
当时所有天文观测者都知道，
北极星指向北方。
实际上，
大约两千年后，
北极星将不再代表北方。
但即使这样，也没能阻止天文学家卡尔·萨根和弗兰克·德雷克的绘图大计。
这张照片拍摄于1972年，卡尔·萨根(左， 抱着儿子尼克)、琳达·萨尔兹曼·萨根和弗兰克·德雷克设计了“先驱者 10 号”和“先驱者 11 号” 要送往星际空间的“金唱片”。
摄影：COURTESY FRANK DRAKE
脉冲星于1967年被发现，是恒星坍缩后仍在旋转的核。它们的转速极快，往往每秒钟能旋转数百周，而旋转的恒星残骸每一颗都在太空中留下了独一无二的印迹——因此，脉冲星被称为“宇宙的灯塔”
蟹状星云的合成图。蟹状星云就是一个超新星的残骸，而它的核心就是脉冲星。
X-ray: NASA/CXC/ASU/J.Hester et al.; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz
弗兰克挑选出 14颗能够对地球的位置进行三角测量的脉冲星，并将它们的旋转速度转换成编码，记录在地图上，大致形成了一个漂亮的“星号”，影线呈放射状在太阳系的位置相交。
而地图是怎样给外星人指示方位的呢？——据推测，任何能够敏锐探测并捕获安静飞行的星际飞船， 其文明水平都应该知道脉冲星；了解脉冲星，也就能够读懂这张能从银河系任何角落指引你去地球的——脉冲星地图。
脉冲星地图——弗兰克·德雷克设计的原始地图使用14颗脉冲星充当导引，指向地球。
摄影：COURTESY FRANK DRAKE
每条影线都将地球与一颗脉冲星连接起来。影线标记表示的是脉冲星自转速率的二进制数字，影线的长度大致与距离成比例。
通过将地图上注明的脉冲星自转周期与天空中的恒星路标相匹配，外星人就能相对容易地找到通向地球的路。
（点击下图以看清字迹）
此外，由于能见到的来自脉冲星的能量由其自转产生，并且它们的自转速度会随着时间的推移减慢，所以 地图在第四维度也指向地球。通过计算观测到的和编码后的自转周期之间的差异——这种差异在几千年后会变得很明显—— 而外星人就能知道这张地图绘制于多久以前。
设计地图的方式使它 无论在空间上还是时间上都指向地球，成为一个四维银河系定位系统。
外星人地图升级版出现
（点击下图以看清字迹）
半个世纪后，
脉冲星专家斯科特·兰塞姆设计出新地图，
以一种不同寻常的方式，
利用银河系内外的脉冲星向地球导航。
（点击下图以看清字迹）
我们的太阳和银河系中许多恒星类似。为了帮助外星人找到它，这张新地图提供了两种比例尺参照物——一个近的和一个远的。
而且关键在于，毫秒脉冲星的老化速度比原地图上的普通脉冲星的慢得多，这也就是说，它们要花费先前那些脉冲星数千倍的时间，旋转才会变得无法辨认。
稳定的路标—— 如果一颗体积小、密度大的脉冲星与另一颗恒星结成一对，它就会吸收那颗恒星的物质和能量，使已经很高的自转速度变得更快。脉冲星的转速高达每分钟43000转时，其辐射就会呈现出脉冲的形式，起到灯塔的作用。
此外，斯科特还引入了另外一套路标：环绕银河系运行——球状星团中的脉冲星。球状星团是早于银河系形成的古老星球团，是名副其实的毫秒脉冲星“制造厂”。
把路标加入银河系外这些令人难以忽视的星团后，哪怕银河系中的恒星已经环绕银河系中心旋转了很多圈，位置变化了，星座也不复存在，但这些路标仍旧能够指向地球。
照片由GARTH ILLINGWORTH提供，UCSC/LO
不过别担心！
即使外星人发现了先驱者10号，
他们也很难用这张地图来入侵地球。
以宇宙的时间范畴而言，
这张原始地图很快就会过时。
因为它使用的标志物—— 当年仅有的几颗已知脉冲星的自转速度变慢，然后会在几百万年内淡化、消失，误差为可达几千万年。
即使这些标志物没有消失， 太阳和邻近的其他恒星环绕银河系旋转一周需要2亿至 2.5亿年。在这个漫长的周期里，随着银河系的旋转，太阳及其参照物——脉冲星的相对位置发生了改变，这张地图标注出来的地球位置， 只适用于相对宇宙而言，很短的一段时间里。
1973年的先驱11号飞船。
图源：美国航空航天局
况且，搭载它的“先驱者号”或“旅行者号”被截获的希望越来越渺茫。虽然四艘探测器全部处在星际轨道上，但宇宙太大了，还要再过几千年它们才会遇到下一个星系。此外， 这些航天飞船都很小，当它们在接下来的几十年里彻底停止发送信号时，就更难被探测到了。
所以也不必担心，
这些地图也没想象中那么管用。
正如本文开头，
打个不精确的比方——
如果宇宙是座巨型城市，
地球是城市中一个很小的房间——
那么，
我们把地球的门牌号写在小纸片上，
搓成一团扔到宇宙这座大城市中，
会有外人找上门来吗？
请放心，
没人鸟你。
点击下图
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文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/yyQROnUBd8y1i3sJ9QT8.html