近日,多家媒體相繼報(bào)道了有“中國(guó)天眼”之稱的FAST射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)地外文明可疑信號(hào)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(hào),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(cè)外星文明都做了哪些努力呢?
有“中國(guó)天眼”之稱的FAST射電望遠(yuǎn)鏡
動(dòng)機(jī):孤獨(dú)和好奇心驅(qū)使
卡爾·馬克思曾說(shuō)過(guò)一句名言:人的本質(zhì)是一切社會(huì)關(guān)系的總和。這句話說(shuō)明了人類是一種社會(huì)性動(dòng)物。同樣,我們仰望星空面對(duì)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(guó)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(jué)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(méi)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(guò)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(duì)浩瀚宇宙中眾多的未知現(xiàn)象,總會(huì)下意識(shí)地打破沙鍋問(wèn)到底,想要知道為什么,而外星人就是近代以來(lái)人類對(duì)這些未知現(xiàn)象最美好的想象,讓無(wú)數(shù)普通人熱情支持探測(cè)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(cè)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(yǔ)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(guó)作家威爾斯撰寫的《大戰(zhàn)火星人》小說(shuō),更是為火星人的概念增加了知名度。美國(guó)人也很著迷,美國(guó)富商洛厄爾為了找火星人,使用巨額建造了一座天文臺(tái),一輩子苦尋火星人的蹤跡。
《大戰(zhàn)火星人》小說(shuō)
多少年來(lái),尋找外星文明成為人類滿足自身好奇心的最大動(dòng)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(guó)科學(xué)家尼古拉·特斯拉在1896年提出了可以使用無(wú)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(guó)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(guò)大功率無(wú)線電波可以建立星際聯(lián)系。隨后,他們?cè)谥摹蹲匀弧冯s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(wú)線電信號(hào)。
1960年,美國(guó)天文學(xué)家弗蘭克·德雷克啟動(dòng)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(kāi)始使用的是位于美國(guó)西弗吉尼亞州的國(guó)家射電天文臺(tái)的26米天線,但后來(lái)能獲得的射電天文臺(tái)資源越來(lái)越多,著名阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡也兼職SETI的聆聽(tīng)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(guó)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(guó)天眼”,也就是500米口徑的FAST射電望遠(yuǎn)鏡,也在不時(shí)聆聽(tīng)著來(lái)自太空的信號(hào),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(lái)觀測(cè)太空。
光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可用于搜尋太陽(yáng)系外的宜居行星,從中篩選出可能存在生命的行星。
目前,無(wú)論是地面上的10米級(jí)大型望遠(yuǎn)鏡,還是以美國(guó)開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(cè)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(lái)尋找外星文明,但人類發(fā)明無(wú)線電不過(guò)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(cè)手段和工具,斷言外星人是否存在還言之過(guò)早,因此,人類也在建造各種新的探測(cè)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。“阿雷西博”和FAST是因地制宜建造的,基本到了地形設(shè)計(jì)的極限。英國(guó)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(guò)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(hào)。隨著科技的發(fā)展,目前英國(guó)、中國(guó)、澳大利亞和南非等國(guó)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(tīng)到更多疑似外星文明的信號(hào),找到外星人存在的蛛絲馬跡。
另外,世界各國(guó)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(cè)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(guó)研制的太空望遠(yuǎn)鏡也有巨大進(jìn)步,美國(guó)的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將在今年7月發(fā)布第一張觀測(cè)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(guó)將于2023年發(fā)射的巡天號(hào)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(guó)巡天號(hào)光學(xué)艙示意圖
另外,人類還試圖抵近探測(cè)外星文明的蹤影。2016年,在霍金推動(dòng)下啟動(dòng)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(cè)。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(cè)相信會(huì)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(guó)都在積極研制飛出太陽(yáng)系的星際探測(cè)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(cè)器一樣,成為人類主動(dòng)發(fā)出的存在信號(hào),可能在遙遠(yuǎn)的未來(lái)會(huì)被外星人捕獲,引來(lái)他們交流的信號(hào)。
總之,宇宙浩瀚無(wú)垠,隨著航天技術(shù)發(fā)展,宇宙越來(lái)越多的秘密將被地球人揭示。毫無(wú)疑問(wèn),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。