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第35章 探索地外文明

在宇宙中除了人类文明以外,还有其他文明存在吗?这是一个我们思索了千百年的问题。“SETI(地外文明搜寻计划)对这一古老问题作出了一次新的尝试。

SETI研究所2001年9月24日发布新闻公报称,该研究所将联合加利福尼亚大学和天文台,开始搜索外星人发出的激光信号。多年来,SETI研究所主要集中于分析来自宇宙的无线电和微波信号。最近,SETI研究所将与加利福尼亚大学伯克利分校、圣克鲁斯分校以及里克天文台合作,扩大对外星人的搜索范围,增加对激光短脉冲的搜索。

此次搜索,科研人员在原有的射电望远镜上增加为三个光电倍增器。研究人员用望远镜依次观察每一个星球约10分钟,分离望远镜收集到的光线,分送到每一个探测器中,以确定是否发现外星人发现的激光信号。目前,研究人员已经检查了约300颗星球,仍没有发现外星人。他们计划把这项调查至少延续到明年,以搜索1000个星球。

SETI始于20世纪60年代

SETI搜寻地外文明计划,早在太空时代就开始了。在前苏联发射人造地球卫星后两年,美国康奈尔大学的两位物理学家菲利普·莫里森和朱塞佩·科尼在他们发表在《自然》杂志上的一篇文章里,首次阐述了有关无线电信号可以在两个星球之间传播的问题。这直接引发了用射电望远镜探测宇宙间是否有其他文明存在的提议。

两位物理学家还提出,在电磁频段上有一段叫做微波段的电磁波在穿越宇宙进行信息传达上尤为有效。它不止是自然界最稳定的波段,同时,它还放射出一些在任何发达社会都能被射电天文学家解释的放射光线。这就像通过微波在宇宙间打电话一样。

同时,在美国西弗吉尼亚工作的一位年轻的射电天文学家弗兰克·德雷克独立的创造了一种实验,通过它可以搜索地外文明的信号。1960年8月8日,他在格林湾的国家射电天文台,用一架26米的射电望远镜对附近的两颗星星进行了观察。德雷克花了几个星期接受地外信号,他不断地用他的单渠道接收器在微波段进行接受。这就是所谓的Ozma工程,它被认为是现代“地外文明搜寻计划”的首次尝试。

自那以后,全世界涌现了60多家有关的机构,有的运行了好些年,而有的则非常短。在20世纪70年代,美国宇航局开始看好一家致力于SETI的机构。到1988年,终于有了下面事情的发生:在哥伦布发现美洲新大陆500周年的时候,也就是1992年,对地外文明的搜寻计划正式开始。但是,一年以后,美国国会取消了这一计划。

其后,建于1984年的加利福尼亚“搜寻地外文明协会”,其致力于促进科学研究项目和教育项目涉及到宇宙生命这一块的内容。它成功的找到了私人赞助,这至少可以帮助他们继续一部分的搜寻地外文明项目。协会对临近星系的研究观察被称为“凤凰工程”。它的首次观测是在澳大利亚的新南威尔士进行的,他们用64米的帕克斯射光望远镜在6个月内进行了长达2 600小时的观测。

“凤凰工程”发展到今天,与40多年前弗兰克·德雷克的Ozma工程相比,已经有了令人叹为观止的发展。他们在一年中运用了现今世界上最大的射光望远镜通过波多黎各的305米阿雷西沃天文望远镜,进行了为期40天的连续观察。

其他长期性的“SETI”组织的工程也在进行之中。最主要的SERENDIP工程由加利福尼亚大学伯克利分校运行,他们拥有阿雷西沃天文望远镜的观察技术。此外,另一主要的“SETI”机构在澳大利亚,是由独立组织—悉尼西部大学(University of Western Sydney)的澳大利亚搜寻地外文明中心进行管理的。澳大利亚购买了SERENDIP技术以便运用帕克斯射电望远镜进行他们的580 000 00频道搜索。

与此同时,SETI研究所已经把注意力集中到对将来的考虑上了。在一个与UC伯利亚的合作计划中,研究所建立了一个相当于100米射电天文望远镜的SETI-dedicated array望远镜、Array艾伦天文望远镜。这是10年之后计划的其他更大的射电天文学array的先驱。随着望远镜和SETI技术的进步,不用直接的信息而是用我们偶然通过收音机,电视机还有雷达信号等向宇宙发出的声响一样的“噪音”,我们很有可能发现其他的高智能的生物。SETI实在是一个长期的工程。

搜寻外星人发出的激光信号

SETI研究所2001年9月24日发布新闻公报称,该研究所将联合加利福尼亚大学和天文台,开始搜索外星人发出的激光信号。多年来,SETI研究所主要集中于分析来自宇宙的无线电和微波信号。最近,SETI研究所将与加利福尼亚大学伯克利分校、圣克鲁斯分校以及里克天文台合作,扩大对外星人的搜索范围,增加对激光短脉冲的搜索。此次搜索,科研人员在原有的射电望远镜上增加为三个光电倍增器。研究人员用望远镜依次观察每一个星球约10分钟,分离望远镜收集到的光线,分送到每一个探测器中,以确定是否发现外星人发出的激光信号。目前,研究人员已经检查了约300颗星球,仍没有发现外星人。他们计划把这项调查至少延续到明年,以搜索1000个星球。

在可见光波段寻找地外智慧生命

迄今为止,SETI计划一直将重点搜索范围定在无线电波的21厘米波段,因为这是中性氢原子谱线的波长,而氢则是宇宙中最丰富的物质。人们认为,如果外星人试图与其他星球上的智慧生命取得联络,很有可能使用这一波段的电磁波。但SETI研究所网站最近发布消息说,可见光的波长比无线电波短,能量更高,而且沿直线传输,因此外星智慧生命更有可能用强大而短暂的可见光脉冲的方式来传达他们的问候,就像航船用信号灯进行交流一样。几光年远地文明,只要存在,脉冲侦察系统就有能力发现,SETI计划已经开始用可见光望远镜扫描一些可能拥有行星系统的恒星,寻找这类光脉冲。以前由于技术所限,探测可见光脉冲信号容易受到星光等因素的干扰。此次科学家使用3个高精度光电倍增管,装在加利福尼亚大学一架口径约1米的望远镜上,这一装置能探测到持续时间仅为十亿分之一秒的光脉冲。

天体活动通常不会发出这么短的光脉冲,即使有也不太可能同时触发3个光电倍增管,而智慧生命则可轻易地用激光装置产生这样的脉冲,因此新装置产生误报的可能性较小,预计错误率约为每年一次。科学家说,这套新装置已经试运行4个月,扫描了300个独立的恒星系统及几个星团,没有产生一例误报。

新望远镜能搜索100万颗星星

与传统的射电望远镜一样,Array艾伦天文望远镜也是可折叠的,而不同之处在于同样的增加一个抛物面状天线,Array艾伦天文望远镜相对于其他射电望远镜在费用上可以省很多。一个Array近似等于350个直径为6米的一般商业卫星的抛物面状天线,这使其装置的搜寻范围大大超过一个100米的天文望远镜。因此,Array艾伦天文望远镜使得凤凰工程对恒星的搜索扩展到附近的10万颗甚至是100万颗星星。

Array艾伦天文望远镜加上其维护设施,其造价约为2 600万美元,它将被安置在距旧金山东南约460千米的哈特克里克天文台。预期完工的日子大约是在2005年。

Array高速射电望远镜的原型(RPA)Array是由7个抛物面天线组成的,在将来有可能发展成为由上百个甚至是上千个抛物面天线组成。到那时,Array射电望远镜将会成为一个无与伦比的SETIAN观测工具。

RPA是一种测试,以用来解决被称作天文望远镜后端的东西所带来的科学方面以及技术方面的挑战,包括用来排除干扰(尤其是通讯人造卫星的干扰)的信号处理方法的发展。同时,科学家们在分析在什么条件下,驱动装置和其他设备达到最佳状态,以及为最后的Array射电望远镜配置各种各样的硬件和软件。

麦田怪圈与1974年发送的信息相似

曾经在英格兰的一些麦田里出现过一些怪圈,看上去是一些很复杂的图案。这些会是到访的外星人留下的信号吗?经过调查,发现大部分是某些人的恶作剧,但是热衷于此的人还是对此怀有很大的好奇心。然而,不久后在英国汉普郡的Chilbolton天文台附近的麦田里再次发现了两个图案,其中之一是一个脸形,很多人都说很像电影电视里外星人的形象。另一个是1974年11月向M13球状星云发射的阿雷西沃信息修改后的图案。

阿雷西沃信息是由那时的波多黎各阿雷西沃天文台主任弗兰克·德雷克(他现任SETI研究协会会长)与他的部下设计的。它是一幅简单的图片,由73行组成,每行又有23个字节。之所以取这样的行段是因为23和73都是奇数,而奇数是最容易被收件人破译的,这样,“他们”才能重新将编码译解成图片。信息是通过2380兆兹波段的介于两个频率之间的频率发送的,信息发送需要3分钟。

信息包含了我们估计任何可能存在的地外文明会对我们人类所感兴趣的所有要素,包括:我们的位置(在太阳系中的位置),我们人类的样子,传播信号的天文望远镜的简单素描图,以及我们的生态结构的一些片断。

在汉普郡发现的麦田里的怪圈在形态上很像1974年所传送的那幅。但是两者还是有区别的:在汉普郡发现的图案中没有传播信号的天文望远镜的简单素描图,取而代之的是一幅看起来像太阳能的人造太空卫星;另外,描绘我们太阳系的图表虽然还有原来的9个行星,但是行星3~5有所偏离,而最后一颗变大了一些(有猜想这可能是对木星周围的四颗“伽利略卫星”的描述;再者,我们人类的画像虽然还保持人形,但头却变大了很多。

有趣的是当地的居民相信这些怪圈(至少是上个年代出现的1000多幅中的一些)是外星人造访地球的信号。但从科学上来讲这样的可能性是微乎其微。我们这样怀疑是有根据的:如果他们收到了我们发出的信号,他们应该很清楚我们传输接受高频无线电波的能力。他们既然有能力接受我们的无线电信号,为什么要在我们的麦田里刻一些粗糙的图画来回答我们,而不通过更精确的无线电手段,这样的话,他们能传输更为丰富复杂的内容。

再想想,1974年所发射的信息的对象是M13星云,它包含了成百上千的恒星。而且,M13星云距离我们有2万5千光年,就算M13星云上有生物也不可能这么快反馈消息,因为现在信息还没到达M13星云。可见,麦田里的怪圈不是“他们”的杰作。那么,这会不会是银河系的恒星正好在阿雷西沃信息的传播路线上,碰巧收到了信号呢?答案是否定的,阿雷西沃信息的传播频率是2380兆兹,也就是说成一个很大的圆弧形,其直径大约是月亮直径的十五分之一,而且光线极细。其可能性就像在一个硕大而空旷的大厅里用细线吊着几个乒乓球,然后闭着眼睛射箭,命中率会有多大呢?据估计,阿雷西沃信息撞上银河系恒星的机率约为五万分之一。

麦田里的怪圈是外星人留下的机率几乎为零,但是到目前为止,还没有充足的证据证明这全部是人为的。究竟是怎样一回事还有待考证。

SETI的科学家最近很乐观

近来,SETI研究所的科学家们越来越乐观的相信他们能够找到宇宙来的信号以证明在浩渝的宇宙中,我们人类并不孤独。新近一些进展越来越使他们坚信自己的观点。在过去的五年中,天文学家发现很多恒星也有自己的行星。至少有3%到5%像太阳一样的恒星由于周围轨道上高速运行着的物体而变得极为不稳定。毫无疑问,在宇宙中,有行星的恒星所占的百分比要高得多。只是在我们的星系里就散播着数以万计的行星。

此外,有越来越多的证据证明在火星上,以及在木星的行星欧罗巴坚硬的冰冻地壳下,有液态水的存在。液态水被认为是生命的最主要成分,也就是说,很有可能在这两个天体上有生物存在,一旦被证明的话,人们就不得不相信,在宇宙中另有生命存在是再普通不过的事情了。SETI研究所利用传动装置接受可能来自于其他星球的再可见光波段或是红外线波段的智能信号。在加利福尼亚大学伯克利分校、圣克鲁斯分校和哈佛大学进行的,利用相当大的传统mirror天文望远镜搜索光脉冲(有可能发射于高能量雷达)。我们一直等待着其他文明的信号到来。随着技术的发展,在将来的几十年中,我们会运用射光望远镜和光学望远镜对成百上万的恒星进行观测,这个数字甚至有可能到达100万。乐观的看,有可能在不久的将来,我们就能找到证据来证明在宇宙中我们并不孤独。