不顧霍金警告?FAST發現外星文明信號,中科院院士相信有外星人

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先來看兩件看起來似乎沒有任何關聯的事情:

2021年12月29日,中國科學院舉辦2022跨年科學演講,從人類起源到中科院最新的創新成果,從“黑土糧倉”到量子革命,從一元二次方程到規范場論,科學傢們給大傢帶來瞭最硬核的跨年演講。

其中武向平院士在演講中提到的一個話題“宇宙中有外星人嗎?”讓大傢十分感興趣,而武院士的答案更是石破天驚,因為他以一個科學傢的角度謹慎回答瞭這個問題:

作為專業的天文學傢,我們首先是相信

武向平院士的答案毫無疑問地告訴大傢,科學傢是相信宇宙中存在外星人的!就在武向平院士演講的半年後,北京師范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傢張同傑教授透露,其團隊使用“中國天眼”發現瞭幾例來自地球之外可能的技術痕跡和地外文明候選信號。

張同傑教授

張同傑教授稱,這是幾個不同於以往的窄帶電磁信號,目前團隊正在抓緊進一步排查中。“‘中國天眼’的搜尋之路漫漫,我們一直在努力。”

武向平院士的答案與天眼找到的“外星人”是同一種類型嗎?

各位一定會震驚於武向平院士答案的直截瞭當,似乎不假思索就給出瞭答案,但其實武院士的答案是經過深思熟慮的。在卡爾薩根的科幻小說改變的《CONTACT》,女主角的父親在回答它女兒的問題時說過一句非常具有哲理性的話:

如果茫茫宇宙隻有人類的話,那是不是太浪費空間瞭?

這個答案從直觀上解決瞭一個問題,但似乎更像是“腦筋急轉彎”,但更科學的答案是“德雷克方程式”,這是天文學傢法蘭克·德雷克於1961年提出的一條用來推測「在銀河系內,可以和我們接觸的外星智慧文明數量」的方程式。

德雷克方程的原始計算方式是哈佛大學天文學教授Harlow Shapley提出的,德雷克在奧茲瑪計劃(SETI(外星文明搜索)計劃的前身)計劃後舉行的“尋找外星智能”會議中,德雷克完善瞭這個方程並在會議上告知與會者,銀河系中的外星文明可能比你想象多要更多!方程式如下:

德雷克方程式

看起來這個方程也不是很復雜,但事實上理解起來也不難,主要問題還是在確定一些系數上有不同的意見:

當時德雷克計算的標準如下,其各項參數就當前來看仍然非常保守,但計算出來的文明數量依然是驚人的:

當時計算的結果是銀河系中大約有1000~1億顆行星具有文明,因為銀河系中有高達1000億~4000億顆恒星,按最低比例計算仍然有超過1000顆行星具有文明,假如將其推廣到整個宇宙,據目前估計,可觀測宇宙可能有超過2萬億個像銀河系這樣的星系,因此德雷克公式告訴瞭我們一個朝氣蓬勃的宇宙,人類不是唯一,並且還有數不清的文明。

外星人比比皆是:天眼找到外星人瞭嗎?

2020年4月28日,被譽為“天眼”的中國500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)正式加入瞭地外文明搜索計劃(SETI),尋找來自宇宙深處高智慧生命的電磁波信號!

“中國天眼”是在貴州利用有利地形建成的500米口徑球面射電望遠鏡,2007年開始立項,2008年正式奠基,2011年開工建設,經過5年半的緊張施工於2016年7月3日上午,最後一塊反射板安裝完成,建成後的口徑超過瞭500米,將位於波多黎各、世界第一保持瞭將近半個多世紀的阿西雷博射電望遠鏡擠下瞭冠軍的寶座(目前阿雷西博已經倒塌)!

2016年9月25日正式開光測試和調試設備,儀器設備校準與調試將需要2-3年,不過在測試階段FAST就發現瞭大量的脈沖星,而它的“正經”功能是觀測脈沖星和早期宇宙的中性氫、高分辨率射電波段巡視,檢測空間微弱射電信號、主導國際甚長基線幹涉測量網,獲得超精細的天體結構等等。

早在2018年3月25日,FAST的19波束接收機成功換裝並投入使用,FAST的巡天能力將大大增強,也將使FAST具有快速搜索的能力,這也將成為其展開“SETI”計劃的重要依靠,而張同傑教授稱其團隊使用“中國天眼”發現瞭幾例來自地球之外可能的技術痕跡和地外文明候選信號,非常讓人機動,那麼問題來瞭:

FAST搜索到的信號,究竟是哪個外星文明的?

答案是非常難確認!因為在SETI歷史上就曾經有一次著名的事件,1977年8月15日,作為志願者的美國天文學傢傑裡·R·埃曼(Jerry R. Ehman)在檢查大耳朵射電望遠鏡監聽打印機打出的長長紙帶時突然發現一個強度極高的信號,與以前相比就像是一個一個失去心跳多時的人突然開始瞭心跳那一剎那的心電圖!

強度達到瞭6EQUJ5,興奮無比的埃曼直接在紙帶上圈出瞭這個信號,並且加上瞭一個他常用的語氣詞“WOW!”,這就是著名的哇信號,那個標記“6EQUJ5”信號並非是解碼後的信息,而隻是表示信號強度,如下圖:

簡單的說,這個6EQUJ5隻是表示在其強度,當然更關鍵的它還是一個窄帶信號,信號的帶寬小於10KHZ,另外有兩個不同的數值的頻率,分別是1420.356MHz(JD Kraus)和1420.456MHz(JR Ehman),兩者與氫線1420.406MHz的差異都小於50KHz,幾乎就在科學傢設想的智慧文明信號的范疇中。

因此WOW信號才引起瞭關註,因為窄帶信號產生機制比價復雜,更疑似於智能文明產生!而在1420MHZ附近則是氫原子基態1420MHz(21cm波段)超精細躍遷的受激發射頻率,而宇宙中最豐富的就是氫元素,因此科學傢認為外星人如果使用無線電通信的話那麼是氫線或者是它的諧振頻率。

盡管FAST沒有公佈窄帶信號是什麼波段,但我們知道FAST的監聽頻率在70MHZ到3000MHz左右,氫線完全在它的觀測范圍之內,因此在其附近的概率也是存在的,當然是窄帶信號也表示它可能在這個范圍的任何觀測頻率上,並且其信號非常“純凈”。

那麼能確定目標性質嗎?

非常抱歉,答案是很難!就拿當年的WOW信號來說,因為再也沒有收到第二次,因此對於這個信號的來歷,半個多世紀內已經翻轉瞭多次,最近一次確認論文是在2022年5月6日發表在《國際天體生物學雜志》上,但事實上定位信號的前提仍然存在很多的假設,作者有一個先入為主的理論就是這個信號為智慧文明發出。

原因很簡單,不像光學信號,它的精度很高,比如是某顆恒星發出的,拍個照片,對比下星圖即可知道,但射電信號隻能確定一片天區,而在這個天區內可能有成千上萬顆恒星,就像三體人接到人類的信號後詢問,隻要不回復,三體人將會在這個茫茫的星海中找很久都不一定能確定地球,但一回復地球就徹底暴露瞭。

同樣道理,FAST盡管接到瞭疑似信號,但要確定發射目標甚至確定智慧文明,那還有十萬八千裡的距離,假如科學一點形容的話至少還相距一個銀河系的距離!不過接收到瞭窄帶信號也就意味著希望,總比啥都沒有要好。

這麼多恒星都有可能,到底是誰發出的?

為何還要一直尋找外星人?霍金的警告忘瞭嗎?

2016年時,霍金在推廣科學探索的的宣傳片《史蒂芬·霍金最喜歡的地方》時有如下一段講話

we should probably stop trying to contact them at all, because reaching out to advanced civilisations could put humanity and Earth in a pretty risky situation.

我們或許應該停止與他們聯系,因為接觸先進文明可能會讓人類和地球處於相當危險的境地。

同時霍金還以哥倫佈遠征美洲的案例來描述假如先進的文明得到我們生存的消息將會發生什麼!霍金表示第一次接觸不會像我們想象的那麼美好!

其實不止是霍金,早在《三體》中也有“黑暗森林”的說法,為瞭爭奪宇宙中有限的資源,先暴露的文明會被不知道在宇宙哪個角落的文明幹掉,不過《三體》也是拾人牙慧,一位最早的METI計劃:1974年德雷克就將一個蓄謀已久的信號,利用阿雷西博的巨大口徑將信號發向瞭2.6萬光年外的武仙座M13球狀星團。

阿雷西博信息

這次行動催生瞭一個超級大討論,認為人類將信號發送到宇宙存在不可預知的風險,引起瞭科學界的大討論,最後還制定瞭“聖馬力諾標度”,設置瞭各種威脅等級,還確定一個國際公約,不過非強制性的,也就是說是否遵守還得靠自覺!

SETI是搜索智慧文明信號,而METI則是向智慧文明發射信號,兩者有著截然不同的後果,前者是靜默狀態,隻接收信號,沒有任何危險!但後者就是發射信號,簡單地說就是是打破瞭無線電靜默,有可能存在風險,因此METI都是被很多專傢說詬病,認為其風險太大。

因此這次FAST接收到窄帶信號並不具有風險性,而且FAST目前並不具備發射功能,也就是說不具備風險性更高METI行為,但各位可以放心的是,德雷克向2.5萬光年外的武仙座球狀星團發射信號後,又有科學傢向太陽系附近的恒星發射瞭信號:

1999年和2003年,烏克蘭葉夫帕托裡亞(Evpatoria)的70米拋物面天線向太陽系附近的恒星發出瞭一個抗噪的明碼信息2001年8月至9月期間,俄羅斯無線電學院首席科學傢設計瞭信號,從Yevpatoria的射電望遠鏡向鄰近恒星發出瞭信號2017年10月16日,10月17日和10月18日三天時間內,挪威特羅姆瑟歐洲非相幹散射科學協會的32米口徑射電望遠鏡,向系12.36光年外的GJ 273星系重復發送瞭三次,包括33個簡短音樂作品,科學和數學教程,當然也包含太陽系和地球在銀河系中的位置!

其中最近那個目標要到2030年才會接收到信號,2042年我們能收到回音,假如對方是擁有10%光速飛行器的話,那麼在128年後,人類將找到外星人入侵,也許目前組建太陽系艦隊還來得及。

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  • 本文由 发表于 2022年6月15日
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