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[導讀]人的知識就好比一個圓圈,圓圈里面是已知的、外面是未知的。知道得越多,圓圈就越大,不知道的也就越多。 這句出自古希臘哲學家芝諾(Zeno)的名言,至今依然適用。短短幾個世紀內,天文學領域發(fā)生了一次次重大

人的知識就好比一個圓圈,圓圈里面是已知的、外面是未知的。知道得越多,圓圈就越大,不知道的也就越多。

這句出自古希臘哲學家芝諾(Zeno)的名言,至今依然適用。短短幾個世紀內,天文學領域發(fā)生了一次次重大的范式轉移,人類對宇宙的認知不斷深化,但實際上超出人類當前理解范圍的,仍是數(shù)不勝數(shù)。

2020 年 4 月 28 日,中國“天眼”—;—;500 米口徑球面射電望遠鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,F(xiàn)AST)正式開啟地外文明搜索。30 日,F(xiàn)AST 望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)距離地球約 85 億光年的新快速射電暴。

不過,“天眼”能否找到外星人、快速射電暴究竟傳達了何種信號,仍是未解之謎。

中國“天眼”

要了解浩瀚無垠的宇宙,必定要借助工具。

1931 年,在著名的美國貝爾實驗室(BellLaboratory)里,專門負責搜索、鑒別電話干擾信號的無線電工程師 Karl Guthe Jansky 發(fā)現(xiàn)了一種每隔 23 小時 56 分 04 秒就會出現(xiàn)最大值的無線電干擾。

次年,Karl Guthe Jansky 在一篇文章中寫到,這一干擾信號是來自銀河系中的射電輻射,由此他也開創(chuàng)了用射電波研究天體的新紀元,天文學中最重要的工具之一—;—;「射電望遠鏡」(radio telescope)得以誕生。

不過,不同于演唱會追星用的普通望遠鏡,射電望遠鏡看上去就像一口巨大的鍋。

具體來講,射電望遠鏡可用來觀測、研究來自天體的射電波,包括收集射電波的定向天線、放大射電信號的高靈敏度接收機、信息記錄、處理和顯示系統(tǒng)等,可測量天體射電的強度、頻譜及偏振等量。

值得一提的是,20 世紀 60 年代天文學領域的“四大發(fā)現(xiàn)”—;—;脈沖星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子都與射電望遠鏡有關。

1993 年,在東京召開的國際無線電科學聯(lián)盟大會上,中國等 10 個國家的天文學家提出建造新一代射電大望遠鏡,希望在全球電信號環(huán)境惡化到不可收拾的地步之前,多收獲一些射電信號。

1994 年,F(xiàn)AST 工程的概念便提出了。不過,考慮到巨額的經(jīng)費和無數(shù)的科研人力,建造射電望遠鏡絕非易事:

2001 年,F(xiàn)AST 預研究作為中科院首批“創(chuàng)新工程重大項目”立項;

2007 年 7 月,國家發(fā)改委批復 500 米口徑球面射電望遠鏡國家重大科技基礎設施立項建議書,同意將 FAST 項目列入國家高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目計劃,工程進入可行性研究階段;

2011 年 3 月,F(xiàn)AST 工程開工報告獲批,工程開工項目初步設計和概算獲得中國科學院和貴州省人民政府批復;

2016 年 7 月 3 日,位于貴州省平塘縣的 FAST 主體工程順利完工;

2016 年 9 月 25 日,F(xiàn)AST 落成啟用,開始接收來自宇宙深處的電磁波;

2020 年 1 月 11 日,F(xiàn)AST 順利通過國家驗收,投入正式運行;

截至 2020 年 3 月 23 日,F(xiàn)AST 發(fā)現(xiàn)并認證的脈沖星已達到 114 顆;

2020 年 4 月 28 日,F(xiàn)AST 正式開啟地外文明搜索。

宇宙中最精確的時鐘

根據(jù)百度百科,這一耗時近 26 年立項、建造、正式投入使用的中國“天眼”,有四大應用價值:

把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數(shù)據(jù)下行速率提高 100 倍。

將脈沖星到達時間測量精度由 120 納秒提高至 30 納秒,成為國際上最精確的脈沖星計時陣。

以 1HZ 的分辯率診斷識別微弱的空間訊號,作為被動戰(zhàn)略雷達,為國家安全服務。

搜索外星人信號—;—;美國“搜尋外星人計劃”(SETI)首席科學家、美國加州伯克利大學教授 Dan Werthimer 希望我國研究人員能為 FAST 加裝設備,共同探索地外文明。

正如 FAST 望遠鏡總工藝師王啟明表示:

在 FAST 的科學目標中,排在最前列的是尋找脈沖星。

雷鋒網(wǎng)了解到,脈沖星(Pulsar),從字面意思理解就是不斷發(fā)出電磁脈沖信號的中子星。

那么,中子星又是什么星?

實際上,黑洞是一個沒有大小但有質量,因此密度近乎無窮大的點。而中子星(neutron star)是除黑洞外密度最大的星體。中子星和黑洞的形成過程類似—;—;在一個恒星即將滅亡時,其核心在自身重力的作用下迅速地收縮、塌陷、發(fā)生強力爆炸??梢?,中子星的神秘性不亞于黑洞。

1967 年 10 月,劍橋大學一個實驗室里,一名年僅 24 歲的女研究生 Jocelyn Bell Burnell 發(fā)現(xiàn)了脈沖星 PSR1919+21,這也是人類歷史上發(fā)現(xiàn)的第一顆脈沖星。

據(jù)了解,由于脈沖星發(fā)出的信號具有嚴格的周期性,因此被認為是宇宙中最精確的時鐘,由于其神秘性,不少網(wǎng)友也將其加入“宇宙級吉尼斯”之列。

如上所述,F(xiàn)AST 望遠鏡目前已發(fā)現(xiàn)并認證的脈沖星達到 114 顆,其實力可見一斑。

能找到外星人嗎?

值得我們關注的是,F(xiàn)AST 還有一項重要任務—;—;探索地外文明。

中國科學院國家天文臺表示:2018 年 9 月,國家天文臺博士生張志嵩與 Dan Werthimer 教授、北京師范大學等單位合作,在 FAST 現(xiàn)場對高分辨率的 SETI 后端進行了安裝測試。2019 年 7 月,研究人員分析處理了漂移掃描數(shù)據(jù),實現(xiàn)頻率分辨率 4Hz,并成功去除大部分射頻干擾,篩選出多組窄帶候選信號,為開啟地外文明搜索打下了堅實的基礎。

2020 年 4 月 28 日,F(xiàn)AST 正式開啟地外文明搜索。

不過,即便 FAST 實力不凡,當前全世界范圍內都沒有確鑿的證據(jù)證實外星人的存在,尋找到外星人,極有可能是我們有生之年無法見證的事情。

正如知乎一位高贊答主、天體物理學博士劉博洋所言:雖然對 FAST 在搜索地外智慧領域的未來充滿期待,但還是盡人事,聽天命,如此而已。

雷鋒網(wǎng)此前曾報道過,探索地外智慧的歷史可追溯到上世紀 60 年代:

1960 年,人類就已經(jīng)開始接收、分析來自太空的各種可能的電波,希望探尋到關于地外文明的蛛絲馬跡;

1971 年,NASA 號召眾多天文學家搜尋 SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence,搜尋地外文明)信號,并提出了“望遠鏡森林”計劃—;—;建造一個由 1000 架射電望遠鏡組成的巨大陣列,用射電望遠鏡等先進設備接收從宇宙中傳來的電磁波,從中分析有規(guī)律的信號,從而發(fā)現(xiàn)外星文明;

1984 年,加州一家非營利性科研機構 SETI 研究所(NASA 和美國國家科學基金會的主要研究承包商)成立;

1999 年,伯克利大學發(fā)起了“眾籌”全球空閑算力分析電磁波信號尋找外星人的項目 SETI@home(Search for Extraterrestrial Intelligence at home),這一項目已于 2020 年 3 月 31 日起正式進入休眠期。

另外,霍金曾在生前警告“人類不應主動尋找外星人”。

且不論時間、資金、人力等成本或技術水平,能否找到外星人、外星人是否會對我們帶來威脅,都是未解之謎。

雷鋒網(wǎng)注意到,網(wǎng)絡上的說法五花八門,其中不少網(wǎng)友也認為主動尋找外星人應當謹慎而行—;—;倘若外星人是善意的物種,那便有了 happy ending,然而這可能會是小概率事件,而其他情形則更像是《三體》中的“黑暗森林”理論,人類可能將會面臨不太好的結果。

宇宙在宣泄能量?

2020 年 4 月 30 日,F(xiàn)AST 望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)距離地球約 85 億光年的新快速射電暴。

中國科學院國家天文臺表示,研究人員朱煒瑋、李菂等與合作者利用自主研發(fā)的搜尋技術,結合深度學習,對海量的 FAST 數(shù)據(jù)進行快速搜索,新的快速射電暴得以發(fā)現(xiàn)。

值得一提的是,這是 FAST 望遠鏡盲搜發(fā)現(xiàn)的首個 FRB。而這發(fā)生在宇宙深處轉瞬即逝的閃動,經(jīng)歷了長達 85 億年的長途旅行,終于在 2018 年 11 月 23 日到達地球。

實際上,快速射電暴(Fast Radio Burst,F(xiàn)RB)是宇宙中突然出現(xiàn)的短暫、猛烈的無線電波暴發(fā),其持續(xù)時間極短,釋放出的能量卻相當于太陽一整天內釋放的能量。

2019 年,加拿大天體物理學家 Victoria Kaspi 因利用被譽為“FRB 獵手”的加拿大氫強度測繪實驗望遠鏡(CHIME)發(fā)現(xiàn)了 FRB,入選 Nature 年度十大科學人物。

對于 FRB,目前也只能用“來歷不明”來描述,不過經(jīng)常會被認為與外星文明有關,原因在于人類是用無線電波進行通信。

不難發(fā)現(xiàn),不論是脈沖星、外星人,還是快速射電暴,很多時候只能打上一個問號。畢竟,在宇宙的長河中,我們都只是短暫的浪花。

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