所幸这里应该无人接听,15张图片为你出示宇宙不

2019-12-11 06:59栏目:奥门新萄京娱乐场
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无知的人类曾有意向至少数十万颗恒星广播过我们的坐标。所幸,最近有研究显示,那里应该不会有外星人接收我们发出的信号。

《三体》谜都知道那句著名的“不要回答,不要回答,不要回答”,这是三体人中的和平主义者给地球人发送的信息。在信仰黑暗森林的宇宙,暴露自己就等于被消灭。“闷声发大财”才是宇宙生存之道,向宇宙喊话什么的就太危险了。

图片 1阿雷西博天线,在FAST建成前一直是地球上最大的单面射电望远镜。1974年,为了庆祝它改造完成,人类用它向宇宙发送了一段信号。图片来源:NAIC Arecibo Observatory / NSF Photo

不过,在现实生活中,地球人早作了N回死了。多批人类曾对着天空用射电望远镜等先进设备向宇宙发出了各种信息。

向外星人发报

那是在1974年,世界上当时最大的单面射电望远镜刚刚完成改造。就在庆祝仪式上,人们打算用这面口径305米的阿雷西博天线,向宇宙发送一段无线电信号。这段信号经过精心设计,如果能够被正确接收和解码,就可以从中解读出关于人类的诸多信息,包括我们在太阳系里所在的位置。

在此之前,只有先驱者10号和11号,携带着刻有人类信息和坐标的铝板被发射升空。当时它们刚离开地球不久,正在“龟速”飞向太阳系外。算上后来旅行者号携带的镀金唱片,这些给外星人准备的小礼物,只能算是人类投向宇宙的漂流瓶,本身并没有明确的目的地,而且至少要上几万年才能真正意义上飞出我们的太阳系。

阿雷西博信号则不同,相当于一封无线电报,一经发出就会以光速飞离地球。用不了1天,它就能超过那些漂流瓶。不过,这封电报也同样需要上万年才能抵达目的地。人们给这封电报挑选的接收地点,是编号M13的武仙座星团,距离地球超过2.2万光年。

之所以选择M13,除了因为阿雷西博天线无法转动而它的方位又刚好合适以外,还有一个更重要的原因:M13是一个球状星团。

球状星团,是银河系里一类特别密集的星团,往往只有几十到上百光年宽,却密密麻麻聚集着数十万颗甚至上百万颗恒星。这些恒星有着共同的起源,通过彼此的引力结合在一起。

朝这样一个星团发报,一次性就能向数十万颗恒星广播我们的位置。在当时的人们看来,这意味着这封电报有更大的机会被外星人接收。既然如此,那何乐而不为呢?毕意在那个年代,霍金还没有警告说不要去主动招惹外星人,刘慈欣也还没有写出小说《三体》里的黑暗森林理论。

于是,有史以来第一次,人类以光速主动向宇宙宣告了自身的存在。

图片 2阿雷西博信号的目的地,M13武仙座星团,是一个直径超过100光年的球状星团,密密麻麻聚集着数十万颗恒星。图片来源:Martin Pugh

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系外行星井喷

很多年过去了,地球上的人类对于外星文明的了解,仍然停留在主要靠猜的水平上。不过,关于要不要主动联络外星人,大多数人的观念已经从早年间的跃跃欲试,转变成了如今的谨小慎微。

倒也不能说在搜寻外星文明方面,人类一直毫无进展。至少,对于外星人可能的家园,或者说太阳系外的行星,人类的认识确实发生了天翻地覆的变化。

在1974年,人类还不知道太阳系外有没有行星,只能大胆猜测应该是有的。过了大约20年,第一颗太阳系外行星才被人类发现。而44年后的今天,被人类确认发现的系外行星数量达到了3823颗,散布在2860颗恒星周围。

更重要的是,这些发现让人类确定,行星在银河系里普遍存在,几乎每颗恒星都拥有自己的行星。就连地球这么大小和这么温暖的行星也并不罕见,平均每5颗恒星就拥有1颗。

这么多颗类地行星中,有多少诞生过生命,又有多少创造过文明?这些问题,今天的人类还给不出确切答案。反正,迄今为止,人类都还没有找到外星生命存在的迹象,更不用说接收到哪怕一例可以证明是外星文明发出的信号了。

不过,如果因此认为,宇宙中只存在人类这一个文明,恐怕就太过自大了一些。毕竟,像地球这样的行星,只在银河系中就有大约400亿颗呢!

这也是越来越多的人如今反对主动向宇宙播报人类坐标的原因。毕竟,有这么多颗行星可能拥有生命甚至拥有文明,万一被不知道在哪里的外星人先发现了我们的踪迹,真招来星球大战可就不好玩了。

图片 41974年发送的阿雷西博信号,其中编码了关于人类的诸多信息,包括我们在太阳系里所在的位置。图片来源:

只可惜,开弓没有回头箭。1974年发送的阿雷西博信号,距离地球已经超过40光年,正以光速向M13球状星团里的数十万颗恒星飞奔。以现在人类的技术水平,肯定是没办法再追回来了。

好在,最近有一项研究暗示,球状星团里大概不会有类似地球的文明存在。

阿雷西博望远镜

行星的地狱

M13并不是唯一的球状星团,像它一样绕着银河系转的还有大约150个。

天文学家其实一直都有尝试,想在这些球状星团中搜寻行星。就跟当年选择向M13发送信号一样,这么做的主要原因在于,有几十万甚至上百万颗恒星聚在一起,一次性就能观测大量恒星,搜寻行星的效率想必会大大提高。

然而,到目前为止,天文学家在球状星团里找到的行星,数量为零。

最近有一项新研究,可能揭露了背后的原因。天文学家分析了哈勃望远镜对半人马座ω星团的观测数据。那是银河系里最大的球状星团,很难确切数清楚其中有多少颗恒星,但估计总数应该超过1000万颗。哈勃望远镜对半人马座ω的中心部分进行了观测,就拍摄到了47万颗恒星之多。

剔除了看起来明显不健康的恒星后,天文学家对剩下的35万颗恒星进行了分析。他们发现,平均来说,这些恒星的质量大约是太阳的0.4倍。假设它们都拥有像地球这样的行星,那么这些行星到恒星的距离,最远能延伸到日地距离的大约一半,也就是7500万公里左右。

图片 5哈勃望远镜对半人马座ω星团的中心部分进行了观测,拍到了47万颗恒星。图片来源:ASA, ESA and the Hubble SM4 ERO Team

接下来,这些天文学家问了一个问题:在恒星分布如此密集的地方,相邻的恒星会不会破坏这些行星的轨道,甚至将这些行星系统彻底摧毁?

这个问题值得一问。在这个星团的核心附近,平均来说,恒星的间隔只有1/6光年!这已经很近了!要知道,离太阳最近的恒星,即半人马座比邻星,足足位于4光年之外。这也差不多是太阳附近恒星和恒星之间的平均距离。但在球状星团之中,恒星要紧凑得多。

而1/6光年,还只是平均值。天文学家对那些恒星作了数学计算,模拟了恒星之间发生近距离遭遇的频率。结果他们发现,对于那35万颗恒星中的任意一颗,平均来说每隔160万年,都会有另一颗恒星闯入离它不到7500万公里的区域之内。

这相当于,有另一颗恒星从地球和太阳之间穿过。可以设想,这样的场景如果真的发生,我们的太阳系会被破坏成什么模样。更何况,如此超近距离的遭遇,在一颗恒星漫长的一生里,还会反复发生成千上万次之多。

于是,结论显而易见了。没有任何一个行星系统,能够在如此频繁的近距离遭遇中幸存下来!闯进来的恒星会透过引力,将行星从原本的系统中拽出去,把它们抛入星际空间。在经过几次这样的近距离遭遇之后,球状星团里不可能再有任何行星围绕着任何一颗恒星运行。

图片 6这幅艺术画里类似地球这样的行星,应该不会出现在球状星团里了。图片来源:orbitalmaneuvers.com

2万多年以后,当携带着人类信息的阿雷西博信号终于抵达目的地时,它将要传遍的那数十万颗恒星的周围,恐怕不会有任何生机勃勃的行星存在,更不用说会有类似地球的外星文明来接听和解读这封电报了。

如今看来,对于人类来说,这大概算是一个好消息吧。

1974年,天文学家首次向宇宙发出了信息,他们用坐落在波多黎各山谷中的阿雷西博望远镜对着M13武仙座球状星团这个方向发出了诸如“太阳系,氢、碳、氮、氧、磷五种重要元素”“人类生命形态”等信息,其中也包括人类DNA结构和我们太阳系的位置。这组信息是用是二进制系列脉冲写的,光速传播,达到目的地要25000年,如果收到后立即给我们回电,地球人要在50000年以后才能收到。

这并不是唯一一次向宇宙发射信息的行为。

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Gliese 581d 想象图

2009年8月,澳大利亚堪培拉深太空通讯系统向位于宜居带中的“超级地球”的 Gliese 581d行星发送了信息,这个地方离地球有20光年远,科学家们认为该星球可能存在液态水资源,人类发出的信息预计在2029年就会到达该行星。

2008年2月,美国宇航局将披头士乐队的经典歌曲《穿越苍穹》发送向431光年外的北极星,以庆祝宇航局成立50周年。

除了这种直接发射信息之外,不少深空探测器上都直接带着地球人的各种信息。

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旅行者1号想象图

1977年发射的旅行者1号探测器,目前已经离开太阳系,到达了太阳系外空旷的恒星际空间。这个探测器身上携带了更多人类及地球的详细信息。上面还带有美国前总统卡特的一份书面问候:“这是一个来自遥远的小小星球的礼物。它是我们的声音、科学、形象、音乐、思想和感情的缩影。我们正在努力使我们的时代幸存下来,使你们能了解我们生活的情况。我们期望有朝一日解决我们面临的问题,以便加入到银河系的文明大家庭。这个“地球之音”是为了在这个辽阔而令人敬畏的宇宙中寄予我们的希望、我们的决心和我们对遥远世界的良好祝愿。”

到目前为止,旅行者1号还没有被外星人截获。

无独有偶,1972年发射的先驱者10号也携带了一张镀金盘,上边刻有一封问候信和一张标明地球在太阳系中位置的地图。

不管是哪一种,地球人至今都没有接收到外星人的反馈信息。我本人相信有外星人,所以我觉得之所以没收到他们的任何讯息,实在是因为宇宙太空旷了。

而且,这种空旷超出了一般人的想象。

想像一下,第一次有意识发射信息是1974年,光速传播,现在也才发出去42光年。以太阳为中心,50光年为半径差不多有1300多个恒星系统,但肉眼能看见的大约130多颗。下图为肉眼可见的50光年范围内的恒星地图:

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50光年范围内肉眼可见恒星的分布

也就是说从有能力发信息到目前为止,我们发送的信息还没有逃出上面这个范围,而且不仅如此由于我们功率的有限,不可能以完整的球面将信息辐射出去,而仅仅是一个或者几个方向,这所能涵盖的范围就更小了。

总而言之,宇宙比一般人想象的还要空旷。

再比如,距离银河系最近的大星系M31仙女星系,这是我们经常能看到的关于它的图片:

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M31

这张照片上M31的直径差不多22万光年!光要走22万年才能横跨一个星系。

这是什么概念,离太阳最近的恒星是比邻星,距离4.22光年,M31的直径是太阳到比邻星距离的5.2万倍,注意是5.2万!

目前飞得最快的人造物旅行者1号要走到离开太阳1光年的地方需要耗费至少1.8万年的时间。所以你可以想一下宇宙空间是多么的空旷。

不过也正因为如此遥远,我们才得以能一窥那些庞大星际物质的结构。如果足够近反而什么都看不清楚,就像我们用望远镜很难看清太阳系全貌一样。目前我们已知可观测宇宙的尺度已经延伸到了134亿光年甚至更远。

通过诸如哈勃空间望远镜、钱德拉X 射线天文台和斯必泽空间望远镜,我们可以看到深空天体的结构。通过卡西尼号、深空1号、伽利略木星探测器、麦哲伦金星探测器、水手行星际探测器、环火星巡逻者、尼尔-舒梅克卫星、星尘号探测器、索贺太阳和日球层探测器、TRACE 太阳探测器、海盗号火星探测器和旅行者一号、二号,我们能够看清了近地空间的细节。

有了这些工具,我们才能在网上看到那些精彩的天文图像。

这篇文章我是想向各位推荐一本天文画册,就是这本《宇宙:从地球到宇宙边缘的旅行》。这本宇宙大画册正是这些工具拍摄的杰作。它的编辑顺序就是由近到远,从地球开始一点点远离地球,直到几万光年,甚至134亿光年。

整本画册图多字少,比较简单,所以特别适合青少年阅读,这个编辑顺序可以让小读者们对宇宙模型和宇宙的空旷程度有一个直观的理解。其中各种星体精炼的文字介绍也是很好的天文科普知识。

让我们从这本书里按照与地球的距离的数量级抽选一组图片来看看离地球越来越远会有什么神奇的存在吧:

1光年:

图片 11

奥尔特云  奥尔特云天体

位于太阳系最边缘的——远到太阳已经不是天空中最亮的恒星的地方——就是奥尔特云了。这里的冰质流放者偶尔会脱离它们遥远的轨道,向着太阳进发,并成为长周期彗星。奥尔特云太遥远了,所以我们只能推测其存在,此处用保瑞利彗星来代表奥尔特云天体的形象。

4.2光年:

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