尋找外星文明,地球人一直在努力
發(fā)布時(shí)間:2022-06-29
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近日,多家媒體相繼報(bào)道了有“中國天眼”之稱的FAST射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)地外文明可疑信號的消息。雖然隨后有專家澄清,F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)的只是不明信號,但關(guān)于外星人是否存在再次成為了大家討論的話題。那么,人類為了探測外星文明都做了哪些努力呢?

有“中國天眼”之稱的FAST射電望遠(yuǎn)鏡

動機(jī):孤獨(dú)和好奇心驅(qū)使

卡爾·馬克思曾說過一句名言:人的本質(zhì)是一切社會關(guān)系的總和。這句話說明了人類是一種社會性動物。同樣,我們仰望星空面對浩瀚宇宙時(shí),也期待能找到外星人,讓人類在宇宙中不再感到孤獨(dú)。

美國科學(xué)家卡爾·薩根表示:宇宙比任何人想象的都要大,如果宇宙中只有地球人,那就太浪費(fèi)空間了。雖然我們尚未發(fā)現(xiàn)外星人,但卡爾·薩根早就從直覺出發(fā),認(rèn)定宇宙中存在外星文明。

著名物理學(xué)家費(fèi)米在討論外星生命時(shí),曾提出了“費(fèi)米悖論”:如果存在外星人,那他們都在哪里呢?雖然費(fèi)米沒有給出明確的否定結(jié)論,但他的悖論闡述了人類高估了地外文明存在的可能性,暗示不存在外星人。

“費(fèi)米悖論”受到科學(xué)家和科幻作家的重視,引發(fā)了眾多的討論和研究,相繼提出了德雷克公式和大過濾器等諸多理論,試圖證明人類并非宇宙中唯一的智慧生命。

我們面對浩瀚宇宙中眾多的未知現(xiàn)象,總會下意識地打破沙鍋問到底,想要知道為什么,而外星人就是近代以來人類對這些未知現(xiàn)象最美好的想象,讓無數(shù)普通人熱情支持探測和搜尋外星人存在。

19世紀(jì),意大利天文學(xué)家斯基亞帕雷利觀測火星時(shí),發(fā)現(xiàn)火星表面有些暗線,隨后將其命名為“水道”,但翻譯成英語時(shí)被誤譯為“運(yùn)河”。從此,尋找火星人的熱潮一發(fā)不可收拾。

英國作家威爾斯撰寫的《大戰(zhàn)火星人》小說,更是為火星人的概念增加了知名度。美國人也很著迷,美國富商洛厄爾為了找火星人,使用巨額建造了一座天文臺,一輩子苦尋火星人的蹤跡。

《大戰(zhàn)火星人》小說

多少年來,尋找外星文明成為人類滿足自身好奇心的最大動力之一。

方法:雷達(dá)光學(xué)全頻段上陣

截至目前,人類為尋找外星文明付出了諸多努力。美國科學(xué)家尼古拉·特斯拉在1896年提出了可以使用無線電波和地外文明溝通的方案。

真正意義上的科學(xué)研究則是美國康奈爾大學(xué)的朱塞佩·科科尼和菲利普·莫里森在1959年提出的,他們指出,通過大功率無線電波可以建立星際聯(lián)系。隨后,他們在著名的《自然》雜志上發(fā)表了名為《尋找星際通訊》的論文,指出可以使用大口徑天線捕獲外星人的無線電信號。

1960年,美國天文學(xué)家弗蘭克·德雷克啟動了搜尋地外智慧生命(SETI)的奧茲瑪計(jì)劃,目的是使用射電望遠(yuǎn)鏡搜尋地外生命的蛛絲馬跡。

奧茲瑪計(jì)劃最開始使用的是位于美國西弗吉尼亞州的國家射電天文臺的26米天線,但后來能獲得的射電天文臺資源越來越多,著名阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡也兼職SETI的聆聽任務(wù)。

1974年,“阿雷西博”還向M13星團(tuán)發(fā)送了包含人類基本信息的電報(bào)。美國商人保羅·艾倫還捐助建立了專門用于SETI搜尋的艾倫射電望遠(yuǎn)鏡陣列,它由42個(gè)6米直徑的天線組成,極大地提高了SETI的搜尋能力。

阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡(如今即將面臨被拆除)現(xiàn)在,我們的“中國天眼”,也就是500米口徑的FAST射電望遠(yuǎn)鏡,也在不時(shí)聆聽著來自太空的信號,希望找到外星文明的蹤跡。

射電望遠(yuǎn)鏡并非搜尋外星人的唯一途徑,人類還研制和部署了大量的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡來觀測太空。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可用于搜尋太陽系外的宜居行星,從中篩選出可能存在生命的行星。

目前,無論是地面上的10米級大型望遠(yuǎn)鏡,還是以美國開普勒為代表的太空望遠(yuǎn)鏡,都在搜索宜居行星上作出了重大貢獻(xiàn),尤其是開普勒太空望遠(yuǎn)鏡在服役期間發(fā)現(xiàn)了大量的宜居行星。

開普勒太空望遠(yuǎn)鏡

截至目前,人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了5000多顆系外行星,其中一些宜居行星表面可能存在液態(tài)水,成為孕育生命的搖籃。

前景:新探測工具更為強(qiáng)大

如今,人類主要依靠射電望遠(yuǎn)鏡和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡來尋找外星文明,但人類發(fā)明無線電不過100多年歷史,發(fā)射大口徑光學(xué)太空望遠(yuǎn)鏡更是最近幾十年的事情。以人類現(xiàn)有的觀測手段和工具,斷言外星人是否存在還言之過早,因此,人類也在建造各種新的探測工具,以求增強(qiáng)搜尋外星文明的能力。

先看老助手射電望遠(yuǎn)鏡?!鞍⒗孜鞑焙虵AST是因地制宜建造的,基本到了地形設(shè)計(jì)的極限。英國劍橋大學(xué)早在上世紀(jì)50年代就提出綜合孔徑的射電望遠(yuǎn)鏡陣列概念,并于1964年建成第一個(gè)天線陣列。

射電望遠(yuǎn)鏡陣列通過多個(gè)射電天線聯(lián)網(wǎng)干涉,可獲得更靈敏的接收能力,以便接收更微弱的電波信號。隨著科技的發(fā)展,目前英國、中國、澳大利亞和南非等國家正在聯(lián)合建造更大的平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡,預(yù)計(jì)2030年全部建成。

射電望遠(yuǎn)鏡陣列

該望遠(yuǎn)鏡的靈敏度將比目前最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡高50倍,能聽到更多疑似外星文明的信號,找到外星人存在的蛛絲馬跡。

另外,世界各國還在聯(lián)合建設(shè)諸如大麥哲倫望遠(yuǎn)鏡、30米望遠(yuǎn)鏡和歐洲超大望遠(yuǎn)鏡等一批超大型天文觀測設(shè)備,它們不僅有助于天文學(xué)家研究宇宙大爆炸初期等各種信息,也是搜尋地外行星和宜居行星的重要助力。

目前,世界航天大國研制的太空望遠(yuǎn)鏡也有巨大進(jìn)步,美國的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將在今年7月發(fā)布第一張觀測照片。這個(gè)6.5米口徑的大型太空望遠(yuǎn)鏡也是搜尋系外行星的重要設(shè)備,它能分析光譜確認(rèn)行星的大氣是否存在有機(jī)物。

我國將于2023年發(fā)射的巡天號光學(xué)艙,使用了2.4米口徑的大型離軸三反射望遠(yuǎn)鏡,可以兼職探索系外行星,搜尋可能的外星文明。

中國巡天號光學(xué)艙示意圖

另外,人類還試圖抵近探測外星文明的蹤影。2016年,在霍金推動下啟動了宏偉的“突破攝星”計(jì)劃,目的是發(fā)射數(shù)以千計(jì)的小型激光光帆飛船前往距離地球最近的半人馬座阿爾法星系探測。因?yàn)榘柗ㄈ窍到y(tǒng)存在多個(gè)系外行星,如果能抵近探測相信會有更多發(fā)現(xiàn)。

當(dāng)然,“突破攝星”技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn),現(xiàn)階段很難實(shí)現(xiàn),但世界上一些航天大國都在積極研制飛出太陽系的星際探測器,它們將和上世紀(jì)發(fā)射的先驅(qū)者10/11、旅行者1/2星際探測器一樣,成為人類主動發(fā)出的存在信號,可能在遙遠(yuǎn)的未來會被外星人捕獲,引來他們交流的信號。

總之,宇宙浩瀚無垠,隨著航天技術(shù)發(fā)展,宇宙越來越多的秘密將被地球人揭示。毫無疑問,地球人探索太空、尋找外星文明的步伐將更加鏗鏘有力、勇往直前。



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