中国很可能最先发现外星人

2017-02-27 08:20
新传奇 2017年48期
关键词:帕克斯脉冲星天文台

“天眼”的敏感度足以侦测到不发射讯号的间谍卫星,但它的主要用途还是科学探索,其中包括一项非同寻常任务:它是地球首个用于监听外星文明讯息天文台。如果未来十年真有信号从九重天外传来地球,中国很可能将第一个捕捉到它。

“与外星文明的首次接触或为中国崛起的象征”

《大西洋月刊》资深编辑罗斯·安德森近日刊文表示,即使在科学界,寻找地外智慧(下文简称为SETI)的计划也往往被嘲笑为一种宗教神秘主义。

二三十年前,美国内华达州参议员理查德·布赖恩提出预算修正案,终止了美国国会对SETI计划的资助。

布赖恩说,他希望“花纳税人的钱捕捉火星人”的行动就此告终。这也是为什么中国先于美国建成了以SETI为核心目标的世界级无线电观测站。

科学技术的落后曾使中国付出了沉重的代价。经过邓小平的改革开放,中国直到近年才重新成为地缘政治中一股强大的力量。邓小平对科学技术有种崇尚,这股热忱一直持续至今。

在这十年里,中国的科研投入正在稳步赶超美国。中国已经得出一个结论:伟大的科学成就将给国家带来威望。当苏联把人造卫星和宇航员送入太空时,当美国把星条旗插入月球土壤时,曾经的“天朝大国”却只能当旁观者。

过去的中国更侧重于应用科学:它打造了全世界最快的超级计算机;在医学研究上投入巨资;在西北植造“绿色长城”防止土地沙漠化。

但现在,中国开始将巨量资源投入基础科学领域:大型强子对撞机正在计划当中,它从以太中释放出数以万计的“上帝粒子”;此外,火星探索也在筹备之中。在21世纪的科技诗篇中,没有什么比中国宇航员踏上这颗红色星球的高清图片更适合作为中国崛起的象征。如果有,那恐怕就是与外星文明的首次接触了。

图为中国“天眼”

搜寻宇宙中有价值的信号

现实中,除微波(例如大爆炸后的微弱余辉)之外,无线电波是电磁辐射最弱的形式。地球所有观测台一整年捕获到的无线电波能量之和,还不如一片雪花轻轻飘落在裸露土壤上所释放的动能。

收集这些空灵的信号,需要绝对的零干扰,这就是为什么中国计划未来将无线电天文台建在月球背面,因为那个地方比地球上任何地方都更少受到人类技术带来的电磁干扰。这也是为什么过去一个世纪以来,无线电天文台悄然出现在各大城市的中间地带。

也正出于这个考虑,射电望远镜(FAST)(又称“天眼”)负责人南仁东才会在偏远的喀斯特山区为天文台选址。

这些锯齿状的石灰岩山峰覆盖着亚热带植被,从平坦的地表陡然升起,形成了一道自然屏障,保护天文台敏感的接收器免受风和无线电噪音干扰。

坐落于贵州省平塘县大窝凼洼地的“天眼”,是全世界最大的望远镜,甚至可能是全宇宙最大的望远镜。

从预研究到建成,历时22年,中国科技工作者克服了关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、核心技术遭遇封锁等困难,把一台设计和结构均无先例可循的可变反射面射电望远镜从图纸变为现实,在望远镜口径、灵敏度、分辨率、巡星速度等关键指标上全面超越国际先进水平。

待“天眼”校准之后,就将开始扫描广阔的天域。安德鲁·西米恩领导的SETI团队正与中国科学家共同开发一套工具,用于处理大范围搜索的数据,而这种扫描本身就已经是人类在宇宙探索中迈出的一大步。

由于庞大数量的恒星和超大质量黑洞的存在,使该区域成为发射探测器的理想之选。西米恩的接收器将以精密算法研究来自数十亿颗恒星的数十亿种波长,只为寻找一条真正有价值的信号。

或将第一个发现外星人

今年9月10日,从澳大利亚帕克斯望远镜上传回令人振奋的消息,“天眼”于8月22日和8月25日在南天银道面扫描到的两颗脉冲星候选体得到确认,这是中国人利用自主研制的天文望远镜发现的第一批脉冲星。

“天眼”在设计之初并没有明确的科学目标,但当这台世界最大的单口径射电望远镜落成后,巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星、主导国际低频甚长基线干涉测量网、探测星际分子、搜索可能的星际通讯信号都成为它擅长的领域。

2017年8月,“天眼”成功实现了指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行。

“天眼”工程副总工程师、中科院国家天文台射电天文研究部首席科学家李菂领衔的团队,在短短一个月内就通过漂移扫描发现了数十个优质脉冲星候选体,但仍处于调试期的“天眼”不具备认证脉冲星的资格,直至“天眼”发现的两颗脉冲星候选体在今年9月得到澳大利亚帕克斯望远镜的确认。

看似调试期间的偶然发现,其实有着必然性。

自2015年起,“天眼”团队就与贵州师范大学合作,联合搭建早期科学数据中心,开展在脉冲星观测领域很少被运用的漂移扫描,并研发了创新脉冲星搜索数据库。

澳大利亚科学及工业研究院帕克斯望远镜科学主管乔治·霍布斯说,已知的脉冲星约有一半是帕克斯望远镜发现的,但现在想利用帕克斯发现新脉冲星太难了。实际上,“天眼”发现的脉冲星候选体拿到其他射电望远镜上,有很大一部分是无法得到确认的,因为其他射电望远镜根本看不见。

脉冲星是宇宙中除了黑洞以外密度最高的天体,每个立方厘米的质量相当于地球上的一亿吨。

脉冲星的磁场达到万亿高斯,比地球磁场高万亿倍。有的脉冲星每秒旋转能达到数千次,且发射极其稳定的脉冲,是宇宙中最精确的时钟。

因为脉冲星的这些特性,它被科学家们誉为理想的天体物理实验室,通过对其在地面实验室无法实现的超高密度、超高磁场等极端物理性质的研究,有望不断延伸人类的宏观和微观视野。

至今,人类发现了2700余颗脉冲星,它们都位于银河系内。但科学家们相信,受制于射电望远镜的灵敏度,这只是冰山一角。由于发现脉冲星越来越困难,脉冲星计时阵、脉冲星导航等相关应用研究也进入瓶颈期。

“天眼”的灵敏度是此前最强的美国阿雷西博望远镜的2倍。科学家们预计,它能使人类发现的脉冲星增加1至2倍。这意味着“天眼”可提供大量新的研究样本,并有望发现更多暗弱、新型的脉冲星,以及发现更多守时精准的毫秒脉冲星,对脉冲星计时阵探测引力波作出贡献。

虽然“天眼”的敏感度足以侦测到不发射讯号的间谍卫星,但它的主要用途还是科学探索,其中包括一项非同寻常任务:它是地球首个用于监听外星文明讯息天文台。

用霍布斯的话说,帕克斯望远镜目前有20%的时间分配给了“寻找外星人”,但仍一无所获。如果未来十年真有信号从九重天外传来地球,中国很可能将第一个捕捉到它。

对此,FAST工程台址与观测基地系统总工程师朱博勤说,搜寻地外文明(外星人),确实是“天眼”的终极目标之一。至于是否可以说现在尚未收到外星人信号的问题,他予以了否定。

他表示:“不能这么说,或许现在收到的数据存起来了,而我们还没有这个知识,或者说我们还没有这个能力、概念去解读这些数据,因为很多不确定的东西都存在,只能说现在没有做这个事(外星人)。”(《参考消息》2017.11.3等)

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