他倆把地球人“出賣”了
發(fā)布時(shí)間:2021-10-09
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有兩位天文學(xué)家,

他們把地球關(guān)鍵信息“泄露”,

制作了某種“四維銀河系定位系統(tǒng)”,

從此以后外星人可以按圖索驥。

如果宇宙是座巨型城市,

地球是城市中一個(gè)很小的房間——

那么,

我們把地球的門牌號(hào)寫在小紙片上,

扔到宇宙這座城市中,

會(huì)有外人找上門來嗎?

攝影:ROBERT SIMMON, NASA EARTH OBSERVATORY; REBECCA HALE, NGM STAF

所言非虛——

早在近半個(gè)世紀(jì)前,

天文學(xué)家就設(shè)計(jì)了一張地圖:

它能夠在銀河系任何地方指向地球,

且任何有能力攔截宇宙飛船的科技文明,

都足以破譯這張地圖。

那么外星人會(huì)找上門來嗎?


攝影:COURTESY FRANK DRAKE

1972年和1973年,在兩位天文學(xué)家的決定下,地圖被刻在“金唱片”上,先后搭乘“先驅(qū)者10號(hào)”和“先驅(qū)者11號(hào)”出發(fā),與土星擦身而過,現(xiàn)在正飛向其他星球;隨后在1977年,兩艘“旅行者號(hào)”太空探測器也搭載著指引地球方位的地圖進(jìn)入了太空。

“先驅(qū)者10號(hào)”,攜帶著來自人類的信息飛往星際空間。這條信息被蝕刻在一塊15×23厘米的鍍金鋁板上,用以告知發(fā)現(xiàn)它的智慧生物如何找到我們。

攝影:ALAMY STOCK PHOTO

這兩位天文學(xué)家是誰?

又為什么“背叛“了人類?

其實(shí)讓當(dāng)時(shí)的天文學(xué)家們繪制一張宇宙坐標(biāo)地圖,以指向銀河系數(shù)十億顆星球中的特定一顆絕非易事。因?yàn)樵阢y河系中并沒有明顯標(biāo)識(shí),找到地球前要找到太陽系,而太陽相當(dāng)不起眼,根本無法把它從銀河系其他數(shù)千億顆恒星中分辨出來。

圖源:ZTF/D. GOLDSTEIN AND R. HURT (CALTECH)

數(shù)千億恒星中的每一顆都沿著自己的軌道環(huán)繞銀河系中心運(yùn)行,與其鄰近星球的相對位置在緩慢地變化著。恒星的這種相對位移意味著在不久的將來,遍布地球天空中的星座將不再是原來的樣子了。

古埃及、古巴比倫、古代中國,

當(dāng)時(shí)所有天文觀測者都知道,

北極星指向北方。

實(shí)際上,

大約兩千年后,

北極星將不再代表北方。

但即使這樣,也沒能阻止天文學(xué)家卡爾·薩根(Carl Edward Sagan)和弗蘭克·德雷克(Fank Drake)的繪圖大計(jì)。

這張照片拍攝于1972年,卡爾·薩根(左, 抱著兒子尼克)、琳達(dá)·薩爾茲曼·薩根和弗蘭克·德雷克設(shè)計(jì)了“先驅(qū)者10號(hào)”和“先驅(qū)者11 號(hào)” 要送往星際空間的“金唱片”。

攝影:COURTESY FRANK DRAKE

雖然正常恒星的中心有核物質(zhì)在運(yùn)轉(zhuǎn),但它們可能沒有明顯的特征,弗蘭克發(fā)現(xiàn)脈沖星恒星的“尸體”——有可能是唯一可被識(shí)別的。

脈沖星于1967年被發(fā)現(xiàn),是恒星坍縮后仍在旋轉(zhuǎn)的核。它們的轉(zhuǎn)速極快,往往每秒鐘能旋轉(zhuǎn)數(shù)百周,而這種旋轉(zhuǎn)的恒星殘骸每顆都在太空中留下獨(dú)一無二的印跡——因此,脈沖星被稱為“宇宙的燈塔”

蟹狀星云的合成圖。蟹狀星云就是一個(gè)超新星的殘骸,而它的核心就是脈沖星。

X-ray: NASA/CXC/ASU/J.Hester et al.; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz

弗蘭克挑選出14顆能夠?qū)Φ厍虻奈恢眠M(jìn)行三角測量的脈沖星,并將它們的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換成編碼,記錄在地圖上,大致形成了一個(gè)漂亮的“星號(hào)”,影線呈放射狀在太陽系的位置相交。

而地圖是怎樣給外星人指示方位的呢?——據(jù)推測,任何能夠敏銳探測并捕獲安靜飛行的星際飛船,其文明水平都應(yīng)該知道脈沖星;了解脈沖星,也就能夠讀懂這張能從銀河系任何角落指引你去地球的——脈沖星地圖。

脈沖星地圖——弗蘭克·德雷克設(shè)計(jì)的原始地圖使用14顆脈沖星充當(dāng)導(dǎo)引,指向地球。

攝影:COURTESY FRANK DRAKE

每條影線都將地球與一顆脈沖星連接起來。影線標(biāo)記表示的是脈沖星自轉(zhuǎn)速率的二進(jìn)制數(shù)字,影線的長度大致與距離成比例。

通過將地圖上注明的脈沖星自轉(zhuǎn)周期與天空中的恒星路標(biāo)相匹配,外星人就能相對容易地找到通向地球的路。


此外,由于能見到的來自脈沖星的能量由其自轉(zhuǎn)產(chǎn)生,并且它們的自轉(zhuǎn)速度會(huì)隨著時(shí)間的推移減慢,所以地圖在第四維度也指向地球。通過計(jì)算觀測到的和編碼后的自轉(zhuǎn)周期之間的差異——這種差異在幾千年后會(huì)變得很明顯——外星人就能知道這張地圖繪制于多久以前。

設(shè)計(jì)地圖的方式使它無論在空間上還是時(shí)間上都指向地球,成為一個(gè)四維銀河系定位系統(tǒng)。

外星人地圖升級版出現(xiàn)

銀河系定位系統(tǒng)——通過識(shí)別這些特定的脈沖星及其自轉(zhuǎn)發(fā)生了多少改變,就能找到太陽的位置——而地球就在附近。

近半個(gè)世紀(jì)后,

脈沖星專家斯科特·蘭塞姆設(shè)計(jì)出新地圖,

以一種不同尋常的方式,

利用銀河系內(nèi)外的脈沖星向地球?qū)Ш健?/span>

我們的太陽與銀河系中許多恒星類似。為了幫助外星人找到它,這張新地圖提供了兩種比例尺參照物,一個(gè)近的和一個(gè)遠(yuǎn)的。

新地圖選用的是毫秒脈沖星,其自轉(zhuǎn)速度更快、存在的時(shí)間更長,運(yùn)行軌道上還有其他死去的伙伴。這些脈沖雙星提供了另一套識(shí)別標(biāo)志:該系統(tǒng)的軌道周期幾十億年都不會(huì)改變。

而且關(guān)鍵在于,毫秒脈沖星的老化速度比原地圖上的普通脈沖星的慢得多,也就是說,它們要花費(fèi)先前那些脈沖星數(shù)千倍的時(shí)間,旋轉(zhuǎn)才會(huì)變得無法辨認(rèn)。

穩(wěn)定的路標(biāo)——如果一顆體積小、密度大的脈沖星與另一顆恒星結(jié)成一對,它就會(huì)吸收那顆恒星的物質(zhì)和能量,使已經(jīng)很高的自轉(zhuǎn)速度變得更快。脈沖星的轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘43000轉(zhuǎn)時(shí),其輻射就會(huì)呈現(xiàn)出脈沖的形式,起到燈塔的作用。

此外,斯科特還引入了另外一套路標(biāo):環(huán)繞銀河系運(yùn)行——球狀星團(tuán)中的脈沖星。球狀星團(tuán)是早于銀河系形成的古老星球團(tuán),是名副其實(shí)的毫秒脈沖星“制造廠”。

把路標(biāo)加入銀河系外這些令人難以忽視的星團(tuán)后,哪怕銀河系中的恒星已經(jīng)環(huán)繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)了很多圈,位置變化了,星座也不復(fù)存在,但這些路標(biāo)仍舊能夠指向地球。

照片由GARTH ILLINGWORTH提供,UCSC/LO

不過別擔(dān)心!

即使外星人發(fā)現(xiàn)了先驅(qū)者10號(hào),

他們也很難用這張地圖來入侵地球。

以宇宙的時(shí)間范疇而言,

這張?jiān)嫉貓D很快就會(huì)過時(shí)。

因?yàn)樗褂玫臉?biāo)志物——當(dāng)年僅有的幾顆已知脈沖星的自轉(zhuǎn)速度變慢,然后會(huì)在幾百萬年內(nèi)淡化、消失,誤差可達(dá)幾千萬年。

即使這些標(biāo)志物沒有消失,太陽和鄰近的其他恒星環(huán)繞銀河系旋轉(zhuǎn)一周需要2億- 2.5億年。在這個(gè)漫長的周期里,隨著銀河系的旋轉(zhuǎn),太陽及其參照物——脈沖星的相對位置發(fā)生了改變,這張地圖標(biāo)注出來的地球位置,只在很短一段時(shí)間里,適用于相應(yīng)的宇宙,

1973年的先驅(qū)11號(hào)飛船。

圖源:美國航空航天局

況且,搭載它的“先驅(qū)者號(hào)”或“旅行者號(hào)”被截獲的希望越來越渺茫。雖然四艘探測器全部處在星際軌道上,但宇宙太大了,還要再過幾千年它們才會(huì)遇到下一個(gè)星系。此外,這些航天飛船都很小,如果它們在幾十年后徹底停止發(fā)送信號(hào)時(shí),就更難被探測到了。

所以也不必?fù)?dān)心,

正如本文開頭并不精確的比喻——

如果宇宙是座巨型城市,

地球是城市中一個(gè)很小很小的房間——

那么,

我們把地球的門牌號(hào)

用極小的字號(hào)寫在極小的紙片上,

再搓成米粒大小的紙團(tuán),

扔到宇宙這座大城市中,

那么會(huì)有外人找上門來嗎?

請放心,

沒人鳥你。


來源:國家地理中文網(wǎng)



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