沈叶华
自古以来,人类就不认为自己独霸六合八荒,天下第一。光是月亮这个星球,中国人认为有嫦娥,日本人认为有辉夜姬,埃及人认为有托特神,希腊人认为有阿尔忒弥斯等。水星、金星、火星、土星,以及木星,古代罗马人都用众神命名它们。当然,人们都明白,想象再丰富生动也不能代替现实,要证明那些星球有“人”,还得找到他们才行。
那怎么找呢?从常识说,我们要确定莽山荒野或一幢大楼中有没有人,只要看到人影,或听到人声就基本可确定了。
在20世纪后期,人类发射航天器到月球、金星、火星,近距离的观察令人大跌眼镜——那儿连草都活不了,哪里有人啊?好在宇宙中的星球并不是只这几颗,而是恒河沙数。如果只看了这几颗星球没有,就认为全宇宙都沒有,这就好比到了一栋大厦,只看了一两间房子锁着,就断定全栋大厦空无一人,岂不是荒唐!
可是问题来了,大厦再高再大,房间再多,只要横下心一间间房子地毯式搜索还是可以办到,但是对恒河沙数的星球,就不能一个个去探访了。
还有其他办法吗?科学时代赋予科学家新手段:除了“看”,还可以“听”。能听到“声音”,“人”就好找了。那该怎么“听”呢?
20世纪,人类开始利用无线电波传播信号,例如电报、广播、电视和手机等,使天各一方的人们互通音信。这启发了科学家:何不用无线电波与外星人联系?如果存在发达的外星文明,他们也应该懂得无线电波技术啊!他们也应该有自己的电报、广播、电视和手机等无线电接收及发送装置。他们是否曾用无线电波向地球人发来电报,打来电话?
用无线电波联络外星文明有两大无可比拟的优势:第一,无线电波能在宇宙间穿行;第二,无线电波具有宇宙间最快的传播速度,每秒30万千米。
因此,科学家认识到,用无线电波寻找外星文明是不二之选。1961年,美国天文学家弗兰克·德雷克提出了一个方程,估算银河系中发达的外星文明个数,结果约为1万个。
没准外星文明正用无线电波发来问候,我们怎能错过接听?
用什么接听呢?用射电望远镜,俗称“天线”“大锅”。简单地说,射电望远镜由“反射镜”和“放大器”两部分组成。主反射镜像一口大锅,用来接收无线电波。无线电波穿越无垠宇宙,到达地球时已非常微弱,所以需要放大器放大信号后才能解读。
然后,让射电望远镜往茫茫太空上搜,像收音机搜台,注意听有没有外星文明向我们发来的无线电波,或外星文明之间互发的无线电波,或外星文明向自己人播放的广播、电视节目。
射电望远镜用两种方式“搜台”:第一,遍搜,全方位收集太空中的无线电波,然后分辨当中有没有可能属于外星文明的。第二,精搜,对可能存在外星文明的星球进行监测,收集从其中散发的无线电波,再进行分析。
1960年,弗兰克·德雷克率先使用射电望远镜搜寻外星文明,开启人类用无线电波搜寻之先河。1984年,美国天文学家正式成立“搜寻外星文明”组织,英文简称SETI。那么,他们“听”到外星文明的“呼唤”了吗?
弗兰克·德雷克
1.阿雷西博望远镜,位于波多黎各,由美国建造并运营。阿雷西博的主反射镜像一口架在山谷间的大锅,直径305米,面积73 000平方米,两个副反射镜在150米高空处的一个圆屋内。
1974年11月16日,阿雷西博天文台向球状星团M13发射了一束无线电波——科学家期盼星团M13生活着外星人。这束无线电波是一帧图案,介绍地球人的形态、地球人的DNA、地球总人口,以及太阳系等。那么,星团M13外星人听到我们的呼唤了吗?还早着呢。地球距离星团M13约25 000光年,也就是说,这束无线电波需要25 000年才能到达星团M13,所以它还在“送信”的路上。
顺带说说,2016年中国的FAST即“天眼”,直径为500米,超越阿雷西博望远镜,成为第一大的单口射电望远镜。
2.帕克斯射电望远镜,位于澳大利亚。它的“大锅”直径64米,曾为南半球最大的射电望远镜。南半球的地理位置得天独厚,许多重要的天体需在这里观察,如麦哲伦星云、半人马星座、煤袋星云……帕克斯射电望远镜于1961年建成使用,后经数次升级改造,至今仍是世界第一流的射电望远镜。
多年前,帕克斯射电望远镜闹过一个笑话。早自上世纪90年代,望远镜不时收到一束束强烈的好像来自深空的无线电波,难道是期盼已久的外星问候?天文学家欣喜若狂,他们反复核查,终无法落实。直到2015年,他们才发现,此电波的来源“远在天边,近在眼前”——餐厅的微波炉。原来是微波炉定时器未到时,人们急着取食物将它打开,散发的微量微波瞬间被望远镜摄取。由此可见射电望远镜之敏锐!自那时起,凡是射电望远镜工作时,天文学家都不得使用手机、微波炉、Wi-Fi、蓝牙……他们自嘲“用着世界上最先进的科技,却过着人类最没科技的生活” 。
3.俄亥俄州立大学射电望远镜,位于美国,俗称“大耳朵”。它上、下竖起像耳郭的是两个反射镜,中间是金属地线层。这只“大耳朵”大如3个足球场。然而不幸的是,“大耳朵”在1998年因废旧被拆除,寿命仅35年。
俄亥俄州立大学射电望远镜
“大耳朵”名副其实。1977年8月16日,它“听到”一束强烈的、长时间的无线电波。这束无线电波的强度比周围的强30倍,持续达72秒之久。它的频率正是天文学家预测的外星人联络地球人所使用的频率。天文学家兴奋不已,在页边飞笔“Wow(哇)!”。这就是著名的“Wow信号”。那么,这是外星人找我们来了?可惜,这束无线电波地球人只收到一次,就杳无音讯了。后来天文学家向它传来的方向搜寻无果,直到现在,还不能确定其来源及内容,但“Wow信号”是迄今所收到的最有可能是外星文明的“声响”。
说到这儿,你是否注意到,搜寻外星文明使用的都是巨大射电望远镜,道理很简单:“锅”大了,才能收集更多无线电波。但是,“大锅”造价昂贵,怎么办?随着科技发展,人们发明了“小锅”合成“大锅”,其中之一便是“艾伦望远镜阵”。
4.艾伦望远镜阵,位于美国,2007年建成并使用。此阵由42个小射电望远镜组成,每个直径约6米,42个相当于合成1个直径40米的大望远镜,但42个小的比1个大的造价便宜得多,而且小望远镜的使用更灵便——它们可以指向同一天体,全力收集从其中散发的无线电波,也可以各干各的,分别作业。未来,资金筹足的话,艾伦小望远镜将扩展到350个。
上面讲述的4个射电望远镜只是“搜寻外星文明”使用设备的代表,其他如格林·班克射电望远镜、甚大天线阵等也是世界顶尖级的,限于本文的篇幅,不一一讲述了。
从1960年至2020年60年的搜寻,还寻不到外星文明的一丝“声息”,能下结论说不存在外星文明吗?不,天文学家对此只是付之一笑:有人在大海里舀一杯水,看看杯里没有鱼,就说大海里没有鱼,真是天真。他们自认60年的太空作业,才相当于“舀了大海的一杯水”。
一甲子,一小步,迢迢银汉路。