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紅岸基地為什么要尋找外星文明,紅岸基地為什么沒收到電波

? 2023-10-29 14:56:51 ? 0

電視劇《三體》中“亦真亦幻”的紅岸基地,并不完全是作者的虛構?,F實中的天文學家,早在數十年前就試圖與外星文明取得聯系……采訪專家/李然“每當夜深人靜的時候,我總是一個人待在空曠的監聽室。耳機中傳來來自宇宙沒有生命的噪音。那噪音,隱隱約約的,好像比星星還永恒。有時候又覺得那聲音像雷達峰上沒完沒了的寒風

電視劇《三體》中“亦真亦幻”的紅岸基地,并不完全是作者的虛構?,F實中的天文學家,早在數十年前就試圖與外星文明取得聯系……

采訪專家/李然

“每當夜深人靜的時候,我總是一個人待在空曠的監聽室。耳機中傳來來自宇宙沒有生命的噪音。那噪音,隱隱約約的,好像比星星還永恒。有時候又覺得那聲音像雷達峰上沒完沒了的寒風,讓我感到很冷。那種孤獨,真是沒法形容?!?/p>

——葉文潔

近期,根據劉慈欣同名科幻小說改編的電視劇《三體》播出,引起了科幻愛好者的熱烈討論。該劇基于原著中的基本脈絡,用具象化的影視語言將《三體》的世界比較完整地呈現在觀眾眼前,讓不少原著粉大呼過癮。其中,劇集對于“紅岸基地”場景的精準刻畫尤其令人驚嘆——

風雪中巍峨的雷達峰,緩慢轉動的巨大射電天線,基地內來回穿梭的軍人……高能量電磁波對空發射時四周風云突變,冰雪瞬間消融,飛鳥成群墜地,不禁讓觀眾產生“紅岸工程真的存在過”的錯覺。

在大劉構建的三體世界里,“紅岸基地”是我國為探索外星文明開展的絕密國防工程。該基地擁有一臺巨大的射電天線,通過定期發射高功率電磁波向外太空傳遞地球的信息,同時也全天候監聽來自深空的電波信息。雖然紅岸基地只是科幻文學中的虛構,但在現實世界中,探索外星文明并非一個新話題——利用電磁波開展外星文明的搜尋工作,已經持續了幾十年。

人類真的孤獨嗎?

在浩瀚的宇宙中,人類是獨一無二的智慧生命嗎?從人類探索宇宙的故事開始之時,這個問題就不斷刺激著先驅者們的想象力。當人們還只能用簡單的光學器材觀測太陽系天體時,就曾有人大膽猜測:或許在火星、金星和一些更遙遠的行星上,生活著與人類相近的智慧生物。但隨著人類科研能力的飛速增長,“太陽系其他星球存在生命”的可能性也逐步歸零——地球真的是太陽系中絕無僅有的存在!

既然如此,太陽系之外的其他恒星系統中,是否能孕育生命,乃至發展出高度的文明呢?如今我們知道,孕育生命與文明的太陽系只是宇宙中“路人”般的存在。上世紀50年代,美國物理學家費米就提出這樣的觀點:僅銀河系中就有大約2500億顆恒星,而整個宇宙中恒星的規模更大。即使產生智慧生命的概率極低,但考慮到恒星數量之巨,茫茫宇宙中也應該存在數量龐大的外星文明。

▲位于佳木斯的66米深空探測站,被認為是“紅岸基地”的原型之一,該探測站曾多次參與中國探月工程

“探索外星生命可分為幾個層次、階段。首先是探索地外類地行星;其次是探索這些行星上是否存在生命;然后才是探索這些生命是否能發展出文明形態?!敝袊茖W院國家天文臺研究員李然向記者解釋。

宇宙浩瀚,如何探索遙遠的系外行星呢?《三體》中已經給出了答案——除了恒星發出的可見光外,宇宙中還存在著由天體發出的無線電波,這些肉眼看不到的電波,蘊含著宇宙中海量的信息。

聆聽太空深處

人類在上世紀30年代開始發展的射電望遠鏡,突破了傳統光學望遠鏡的局限。由于受光照與氣候的影響較小,射電望遠鏡能夠全天候、不間斷地“仰望星空”,收集宇宙傳來的無線電信息。由此催生的射電天文學,極大拓展了人類對宇宙的認知深度。

巨大的拋物面天線是射電望遠鏡的典型特征。上世紀美國建造的阿雷西博望遠鏡,我國在2016年建成的“中國天眼”FAST望遠鏡,都是射電望遠鏡中的翹楚。借助射電望遠鏡,科學家得以接收到來自遙遠恒星、脈沖星、類星體等天體以及宇宙背景輻射的電磁波。當然,理論上它們也能接收到外星文明發出的信息。

“一開始,天文學界是利用射電望遠鏡去研究宇宙中的射電輻射。如果外星生命與地球人一樣發展出高度發達的文明形態,他們就有通信的需要,并有能力向宇宙發射無線電信號。理論上講,借助射電望遠鏡,我們有可能被動地接收到來自外星文明的信息?!崩钊唤榻B道。

因此,射電天文學在誕生20多年后,就開始應用于外星文明探索領域。1960年,美國天文學家弗蘭克·德雷克組織了雄心勃勃的“奧茲瑪”計劃,利用位于西弗吉尼亞州的一臺26米口徑射電望遠鏡,搜索太陽系附近的外星文明信號——這是人類有史以來第一次有組織地利用射電望遠鏡探索地外星文明。

▲“奧茲瑪”計劃采用了美國綠堤天文臺的26米口徑射電望遠鏡監聽外星文明訊息

電視劇《三體》中,紅岸基地的主體就是一臺典型的射電望遠鏡,其巨大的拋物面天線可根據需要轉動到不同觀測區域。在基地監聽室里,葉文潔不分晝夜地聆聽宇宙中如蟬鳴般的無線電信息。

而在現實中,天文學家1972年開展了“奧茲瑪”計劃的二期工程,他們擴展了射電望遠鏡的探測頻道和范圍,對距離地球80光年內的600多顆恒星進行了為期數年的監聽,結果卻是一無所獲。

“這種探索方式存在兩大困難:一個是射電望遠鏡規模要足夠大,有足夠強的探測能力;另外是要從接收到的無線電信號中,分辨出哪些是天體發出的信號,哪些是地外文明發出的信號?!崩钊徽f?!皧W茲瑪”計劃的科學家們顯然高估了監聽到外星文明信號的概率,現實世界永遠比紙面上的理論推動復雜得多?!般y河系里有上千億顆恒星,這些恒星系統里有多少有可能存在智慧生命,很難判斷。對所有恒星系統開展深度射電觀測,是極為困難的。這種工程量,目前沒有哪個國家能夠做到?!?/p>

向宇宙發出呼喚

除了“守株待兔”式被動監聽,人類也嘗試過主動向宇宙發送無線電信號?!度w》中的紅岸基地除了監聽部外,另一個重要的部分是發射部。電視劇中,紅岸基地會定時地向宇宙發送信號:高功率電磁波刺破山頂的云霄,甚至對大氣都產生了擾動,附近的冰雪快速消融……

在現實中,人類曾先后向太空中的不同方位發射了12次信息。其中,“最早吃螃蟹”的人,還是弗蘭克·德雷克。1974年,位于波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡剛剛完成改造。德雷克提出,用該望遠鏡的三臺發射機,主動向地外星系發射無線電信號,以期擁有高等文明的外星生物能夠接收到。當年11月16日,德雷克團隊向距離地球25000光年的武仙座球狀星團M13發射了一段持續169秒的無線電信號。

人類向著深空發出的這一聲“呼喚”,功率為450千瓦。在銀河系的龐大尺度上,這實在是微不足道的存在。蘇聯天文學家尼古拉·卡達謝夫曾根據能夠用于通信的功率來劃分文明的等級,其中最低等的I型文明,能夠調度與整個地球輸出功率相當的能量用于通信,其數量級大概在1016瓦。與之相比,靠著區區450千瓦的功率向外星文明傳遞地球的信息,這是天方夜譚嗎?“電磁波信號雖然隨著距離而衰減,但并不會完全消失。能否被接收到,并不完全取決于發射功率,還取決于外星文明的接收能力?!崩钊唤忉尩?。

在《三體》中,為了將“人類與外星人建立通信聯絡”的設定合理化,大劉開了不少腦洞,例如讓葉文潔無意中發現太陽可以作為無線電波放大器,通過向太陽發射電波,將更強的信號發送到其他恒星系統?!暗@是一個滿足劇情需要的科幻設定,在現實中是行不通的。向太陽發送無線電波,無法產生小說中那種效應?!崩钊徽f。

又比如,為了讓地球人與外星人能夠順利溝通,葉文潔還受命創建了一套無線電信息自譯解系統——她利用“宇宙通用”的基本數學和物理原理,建立了一個基本的語言元碼系,那些能夠理解基本數學原理的文明,都能快速將接收到的信息進行解譯并理解。

但在李然看來,要實現與另一種智慧生命的溝通與交流,目前來看,圖像是最好的辦法?!巴庑俏拿骺赡軓膱D像中找到可以直接理解的信息,比如一個天體的外貌,一個生命體的輪廓等?!?/p>

至今仍在宇宙中飛馳的阿雷西博信息,就是用1679個二進制數字構成的幾幅簡單圖案,包括數字、DNA元素、人類外形、太陽系構成等關鍵信息。與人類目前的技術水平相比,《三體》中設想的自譯解系統還是有些過于天馬行空了。

其實,從最初的“奧茲瑪”計劃、“獨眼神”計劃,到后來的“阿雷西博信息”、HRMS計劃、“宇宙呼喚”計劃、“鳳凰”計劃,人類利用射電望遠鏡進行外星文明探索,迄今已有60多年的歷史,但到目前為止,我們還沒有找到外星文明的任何蛛絲馬跡。人類大張旗鼓地試圖與外星文明建立聯系,是否會如霍金生前所警告的,或者《三體》中“黑暗森林”理論所表述的那樣,反而對自身構成巨大威脅?“不要回答”的劇情會不會走進現實,我們還無法知道,但人類對宇宙的認知疆界,未來必將不斷繼續拓展下去。

監制:北京科技報 | 北科傳媒

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