阿雷西博望远镜：向宇宙的呼唤

国毅

2020年12月1日，阿雷西博望远镜反射盘表面损毁。2022年10月13日，美国国家科学基金会宣布，不会重建已垮塌的阿雷西博望远镜。

阿雷西博的馈源舱，用于收集望远镜反射面接收到的外太空信号。

在加勒比海的波多黎各，从阿雷西博市出发，沿625号公路一路向南，穿越蒼翠的热带雨林，在公路尽头等待着的，是一个科幻感十足的庞然巨物——一口昂然而立、直径305米的“大锅”。生于1963年的它，曾时刻聆听着成千上万光年，甚至更远的宇宙之声——脉冲星的信号、人类期待已久的外星智慧文明信息，更代表地球和人类对可能存在的外星智慧生命发出一声问候。它的名字是阿雷西博射电望远镜。虽然阿雷西博望远镜在2020年塌了，但倾听宇宙的故事还在继续。

源于“冷战”的诞生

二战结束后，铁幕拉起，美苏两大阵营“冷战”开启。为了防御苏联的洲际导弹，美国军方大力投入弹道导弹防御技术的研究。他们发现：当导弹从外层空间重回大气层的时候，会产生独特的雷达回波。如果雷达足够灵敏，导弹在飞行中段就可能会被发现，这需要一座天线直径305米的巨型雷达，对大气电离层进行深入研究。但如此巨大的雷达堪称史无前例，它的造价也令人望而生畏。

而解决难题的答案，落在了波多黎各岛阿雷西博市南部的群山里：这里有很多天然形成的漏斗状大坑，它们是岩溶地貌“青春期”的产物，岩溶地貌也叫喀斯特地貌，著名的桂林山水、路南石林，都是岩溶地貌在不同发展阶段的模样。把雷达天线架在这些“天坑”里不但节约造价，建设难度也会大大降低。

但这也带来了一个大问题：巨大的天线，即 “锅”无法改变朝向。为了解决这个问题，工程师设计了3座百米塔架，牵于其上的钢缆吊起作为接收系统的“馈源舱”，悬在天线上方150米处，负责采集反射信号，而馈源舱接收器指向的方向，就是天线的实际朝向。这样一来，望远镜就同时具备了军用和天文研究的双重功能。

初建时的阿雷西博还不是我们熟悉的“大锅”模样，由于天线由镀锌铁丝网组成，看上去可能更接近一个网眼密集的“大笊篱”。

倾听宇宙的日常

这款叫作射电望远镜的雷达，实在很难与我们平时所见的望远镜画等号。但它又的的确确是一架望远镜，它观测的不是视网膜所感受到的可见光，而是无线电波。20世纪60年代天文学的四大发现——类星体、脉冲星、星际有机分子和宇宙微波背景辐射，都离不开射电望远镜。

阿雷西博出手便是不凡。正式运行还不到半年时，就取得了重大突破。它打破了人们认为水星被太阳引力锁定的固有观念，发现了它并非如月亮一样，自转和公转时间相同，而是在绕太阳公转2圈的同时自转3圈。

接下来，它将目标转向“一只张牙舞爪的螃蟹”——1054年超新星爆发后形成的蟹状星云。天文学家在星云深处，发现了一个以33毫秒周期规律变化的脉冲信号，这来源于一颗高速旋转的中子星。

接连不断的发现让美国人意识到，与军用相比，阿雷西博似乎在科学研究方向更有前途。1969年10月1日，美国国防部正式“放手”，将阿雷西博移交美国科学基金会管理，成功实现“军转民”。

几年后，阿雷西博成了我们熟悉的“大锅”模样，38778块1米宽、2米长大小的铝板，取代了原来由镀锌铁丝网组成的反射天线。它的成果和任务包括但不限于：在水星上发现了冰的存在；透过厚重的大气层绘制金星表面图；监测理论上有可能撞击地球的近地小行星；为系外行星的观测提供技术支持，甚至还发现了围绕脉冲星公转的行星。

除了倾听，它也可以发出自己的声音，这源于它配备了4个不同波段和不同发射功率的发射器。20世纪六七十年代，当寻找外星文明的热潮到来之际，既可以倾听，又能够发声的阿雷西博，便成了寻找外星智慧生命的重要助力。

属于人类的浪漫

在科幻作家刘慈欣的小说《三体》中，叶文洁在“红岸”向4光年之外的三体人发出了讯息。而阿雷西博也向宇宙发出了穿越25000年的一声问候。

1974年，为了庆祝阿雷西博的升级改造，科学家们决定要做一件颇具仪式感的事情。他们选择了距离地球25000光年的武仙座球状星团M13作为目标，发送了一段包含1679个二进制数字的无线电信息，内容为人类和地球的基本情况，史称“阿雷西博信息”，向外星智慧生命传递着人类友好的愿望。为什么是1679个数字？这是因为它由23和73两个质数相乘而得来，而将这信息排列成73行23列便能获得一张图片。

这一年的11月16日，在阿雷西博射电望远镜改造落成仪式上，“阿雷西博信息”飞向了包含着至少数十万颗恒星的球状星团，如果那里存在智慧生命，它们将在25000年后听到地球的这一声问候。“阿雷西博信息”与“先驱者”和“旅行者”号飞船携带的金属板、金唱片一样，是人类曾经生活在一个不起眼的恒星系中第三颗行星上的记录。

这声问候后，阿雷西博渐渐得到了好莱坞的关注，在很多电影，特别是与外星生命有关的电影中频繁亮相。

1995年的《007之黄金眼》中，阿雷西博成了一口沸腾的大锅，随着大量的水倾泻而下，整个望远镜渐渐显露出来，场景令人震撼。电影的最后，阿雷西博被炸毁。虽然美国电影中不乏地标建筑的爆炸情节，炸口“大锅”更不足为奇，但冥冥之间却似乎预言着一些东西……

1997年的《超时空接触》中，在朱迪·福斯特和马修·麦康纳的背后，冰冷的金属巨物显得清新脱俗，这是阿雷西博展现在人类面前最浪漫的时刻。也是在这一年，阿雷西博再次升级，传言发射功率之大甚至可以让飞鸟蒸发。但也是这次升级，让原本就十分沉重的悬挂式馈源舱，重量增加了近1倍，相当于2000架三角钢琴仅仅系于18根8厘米粗的钢缆之上。

1999年5月，著名的“在家寻找外星人”（SETI@home，全称Search for Extraterrestrial Intelligence at home）计划开始，这是分布式计算平台最著名的应用之一，由此，更多的普通人投入到聆听来自外星的声音的工作中。刘慈欣的另外一部小说《球狀闪电》中也提到了这一计划，人们只需要在官网注册账号后，下载一个屏保软件，个人计算机就可以在空闲时自行接收来自服务器的数据，对某一段无线电波进行分析，以此来捕捉可能来自外星智慧生命的信息。前后共有900多万人参与了这个项目，而这些无线电波正是来自阿雷西博。

电影《超时空接触》剧照，侧后方便是阿雷西博的馈源舱。

2020年8月，一场风暴让悬挂着馈源舱的一条钢缆从150米的高空抽下来，在球面天线上撕开了一条30多米长的裂痕。

改造后的日子里，阿雷西博还完成了对快速射电暴（FRB）的监测、对引力波的间接观测，以及对星际物质进行探测等。科学研究之外，阿雷西博也承担起了“太空文化大使”的职责，每年有超过10万名游客慕名而来。让游客们惊喜的是，他们在这个大锅下发现一个郁郁葱葱的世界——在这里安家的耐阴植被。自然与科技，就这样融为一体，密不可分。

凄凉决绝的告别

2006年，阿雷西博望远镜因为资金问题可能关闭的消息传出。2011年，其管理权被移交给了有成本优势的波多黎各城市大学和斯坦福研究院。

阿雷西博望远镜位于北纬18度，和海南三亚相当，来自热带海域的飓风给了它重重几击。2017年9月，一场飓风损坏了望远镜上的30多块铝板，然而并没有维修资金。2020年8月，又一场飓风“光临”阿雷西博，悬挂着馈源舱的一条钢缆被连根拔起，“像一根巨大的鞭子，从150米的高空抽下来，在球面天线上撕开了一条30多米长的裂痕”。除了缺乏维修资金外，咸湿的海风也加速了钢缆的老化。关于修复，工程团队的结论是：“几乎没有什么办法能在确保安全的前提下修复阿雷西博”。安全拆除的计划随之出台，这又一次招致了舆论热议。

就在两股意见僵持不下的时候，2020年12月1日7时53分，又一根钢缆崩断。那一刻，三角形馈源舱的一角狠狠颤动了一下，牵扯着它57年的固定线缆，再也无法像从前那样帮助它对抗地心引力，悬在望远镜的反射面上空。接下来，大大小小的碎片火山弹一般飞溅，和900吨的馈源舱一起，落在直径305米的望远镜镜面上。

而在此前的2020年3月31日，“在家寻找外星人”项目也已宣告休眠。

属于阿雷西博的时代终结了。一个时代的结束，也意味着一个时代的开始。在阿雷西博这样的单体射电望远镜之外，同样出现在电影《超时空接触》中的大型射电望远镜阵列VLA（由27台25米口径的天线组成，位于美国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原）以及后来者们，也依然在倾听宇宙的声音。

在阿雷西博倒掉的4年前，贵州平塘，一个同样巨大的喀斯特天坑中，500米口径射电望远镜“中国天眼”正式投入使用，成为目前世界上最大的单口径射电望远镜。因此有人说，如果外星人真的与地球接触，中国人很可能是第一个听到外星人声音的。

（责编：刘婕）

 “阿雷西博信息”

这组图案的含义，从上到下依次为：二进制数字1—10，5种化学元素——氢、碳、氮、氧、磷的原子序数，由以上5种元素构成的生命物质——核苷酸，人类DNA的双螺旋结构，人类的身高和基本形态，1974年的世界总人口数量，太阳和九大行星（2006年国际天文联合会通过决议，将冥王星“降级”为矮行星，此后太阳系只有八大行星），阿雷西博望远镜的外形和相关数据。