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中国 “天眼”FAST 找到外星人要多久?

2020/5/12 19:21:24来源:雷锋网作者:付静责编:汐元评论:

人的知识就好比一个圆圈,圆圈里面是已知的、外面是未知的。知道得越多,圆圈就越大,不知道的也就越多。

这句出自古希腊哲学家芝诺(Zeno)的名言,至今依然适用。短短几个世纪内,天文学领域发生了一次次重大的范式转移,人类对宇宙的认知不断深化,但实际上超出人类当前理解范围的,仍是数不胜数。

2020 年 4 月 28 日,中国 “天眼”——500 米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,FAST)正式开启地外文明搜索。30 日,FAST 望远镜首次发现距离地球约 85 亿光年的新快速射电暴。

不过,“天眼”能否找到外星人、快速射电暴究竟传达了何种信号,仍是未解之谜。

中国 “天眼”

要了解浩瀚无垠的宇宙,必定要借助工具。

1931 年,在著名的美国贝尔实验室(BellLaboratory)里,专门负责搜索、鉴别电话干扰信号的无线电工程师 Karl Guthe Jansky 发现了一种每隔 23 小时 56 分 04 秒就会出现最大值的无线电干扰。

中国 “天眼”FAST 找到外星人要多久?

次年,Karl Guthe Jansky 在一篇文章中写到,这一干扰信号是来自银河系中的射电辐射,由此他也开创了用射电波研究天体的新纪元,天文学中最重要的工具之一——「射电望远镜」(radio telescope)得以诞生。

不过,不同于演唱会追星用的普通望远镜,射电望远镜看上去就像一口巨大的锅。

中国 “天眼”FAST 找到外星人要多久?

具体来讲,射电望远镜可用来观测、研究来自天体的射电波,包括收集射电波的定向天线、放大射电信号的高灵敏度接收机、信息记录、处理和显示系统等,可测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。

值得一提的是,20 世纪 60 年代天文学领域的 “四大发现”——脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子都与射电望远镜有关。

1993 年,在东京召开的国际无线电科学联盟大会上,中国等 10 个国家的天文学家提出建造新一代射电大望远镜,希望在全球电信号环境恶化到不可收拾的地步之前,多收获一些射电信号。

1994 年,FAST 工程的概念便提出了。不过,考虑到巨额的经费和无数的科研人力,建造射电望远镜绝非易事:

  • 2001 年,FAST 预研究作为中科院首批 “创新工程重大项目”立项;

  • 2007 年 7 月,国家发改委批复 500 米口径球面射电望远镜国家重大科技基础设施立项建议书,同意将 FAST 项目列入国家高技术产业发展项目计划,工程进入可行性研究阶段;

  • 2011 年 3 月,FAST 工程开工报告获批,工程开工项目初步设计和概算获得中国科学院和贵州省人民政府批复;

  • 2016 年 7 月 3 日,位于贵州省平塘县的 FAST 主体工程顺利完工;

  • 2016 年 9 月 25 日,FAST 落成启用,开始接收来自宇宙深处的电磁波;

  • 2020 年 1 月 11 日,FAST 顺利通过国家验收,投入正式运行;

  • 截至 2020 年 3 月 23 日,FAST 发现并认证的脉冲星已达到 114 颗;

  • 2020 年 4 月 28 日,FAST 正式开启地外文明搜索。

宇宙中最精确的时钟

根据百度百科,这一耗时近 26 年立项、建造、正式投入使用的中国 “天眼”,有四大应用价值:

  • 把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘,将深空通讯数据下行速率提高 100 倍。

  • 将脉冲星到达时间测量精度由 120 纳秒提高至 30 纳秒,成为国际上最精确的脉冲星计时阵。

  • 以 1HZ 的分辩率诊断识别微弱的空间讯号,作为被动战略雷达,为国家安全服务。

  • 搜索外星人信号——美国 “搜寻外星人计划”(SETI)首席科学家、美国加州伯克利大学教授 Dan Werthimer 希望我国研究人员能为 FAST 加装设备,共同探索地外文明。

正如 FAST 望远镜总工艺师王启明表示:

在 FAST 的科学目标中,排在最前列的是寻找脉冲星。

雷锋网了解到,脉冲星(Pulsar),从字面意思理解就是不断发出电磁脉冲信号的中子星。

那么,中子星又是什么星?

实际上,黑洞是一个没有大小但有质量,因此密度近乎无穷大的点。而中子星(neutron star)是除黑洞外密度最大的星体。中子星和黑洞的形成过程类似——在一个恒星即将灭亡时,其核心在自身重力的作用下迅速地收缩、塌陷、发生强力爆炸。可见,中子星的神秘性不亚于黑洞。

1967 年 10 月,剑桥大学一个实验室里,一名年仅 24 岁的女研究生 Jocelyn Bell Burnell 发现了脉冲星 PSR1919+21,这也是人类历史上发现的第一颗脉冲星。

据了解,由于脉冲星发出的信号具有严格的周期性,因此被认为是宇宙中最精确的时钟,由于其神秘性,不少网友也将其加入 “宇宙级吉尼斯”之列。

中国 “天眼”FAST 找到外星人要多久?

如上所述,FAST 望远镜目前已发现并认证的脉冲星达到 114 颗,其实力可见一斑。

能找到外星人吗?

值得我们关注的是,FAST 还有一项重要任务——探索地外文明。

中国科学院国家天文台表示:

2018 年 9 月,国家天文台博士生张志嵩与 Dan Werthimer 教授、北京师范大学等单位合作,在 FAST 现场对高分辨率的 SETI 后端进行了安装测试。2019 年 7 月,研究人员分析处理了漂移扫描数据,实现频率分辨率 4Hz,并成功去除大部分射频干扰,筛选出多组窄带候选信号,为开启地外文明搜索打下了坚实的基础。 

2020 年 4  月 28 日,FAST 正式开启地外文明搜索。

中国 “天眼”FAST 找到外星人要多久?

不过,即便 FAST 实力不凡,当前全世界范围内都没有确凿的证据证实外星人的存在,寻找到外星人,极有可能是我们有生之年无法见证的事情。

正如知乎一位高赞答主、天体物理学博士刘博洋所言:

虽然对 FAST 在搜索地外智慧领域的未来充满期待,但还是尽人事,听天命,如此而已。

雷锋网此前曾报道过,探索地外智慧的历史可追溯到上世纪 60 年代:

  • 1960 年,人类就已经开始接收、分析来自太空的各种可能的电波,希望探寻到关于地外文明的蛛丝马迹;

  • 1971 年,NASA 号召众多天文学家搜寻 SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence,搜寻地外文明)信号,并提出了 “望远镜森林”计划——建造一个由 1000 架射电望远镜组成的巨大阵列,用射电望远镜等先进设备接收从宇宙中传来的电磁波,从中分析有规律的信号,从而发现外星文明;

  • 1984 年,加州一家非营利性科研机构 SETI 研究所(NASA 和美国国家科学基金会的主要研究承包商)成立;

  • 1999 年,伯克利大学发起了 “众筹”全球空闲算力分析电磁波信号寻找外星人的项目 [email protected](Search for Extraterrestrial Intelligence at home),这一项目已于 2020 年 3 月 31 日起正式进入休眠期。

中国 “天眼”FAST 找到外星人要多久?

另外,霍金曾在生前警告 “人类不应主动寻找外星人”。

且不论时间、资金、人力等成本或技术水平,能否找到外星人、外星人是否会对我们带来威胁,都是未解之谜

雷锋网 (公众号:雷锋网)注意到,网络上的说法五花八门,其中不少网友也认为主动寻找外星人应当谨慎而行——倘若外星人是善意的物种,那便有了 happy ending,然而这可能会是小概率事件,而其他情形则更像是《三体》中的 “黑暗森林”理论,人类可能将会面临不太好的结果。

宇宙在宣泄能量?

2020 年 4 月 30 日,FAST 望远镜首次发现距离地球约 85 亿光年的新快速射电暴。

中国科学院国家天文台表示,研究人员朱炜玮、李菂等与合作者利用自主研发的搜寻技术,结合深度学习,对海量的 FAST 数据进行快速搜索,新的快速射电暴得以发现。

中国 “天眼”FAST 找到外星人要多久?

值得一提的是,这是 FAST 望远镜盲搜发现的首个 FRB。而这发生在宇宙深处转瞬即逝的闪动,经历了长达 85 亿年的长途旅行,终于在 2018 年 11 月 23 日到达地球。

实际上,快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)是宇宙中突然出现的短暂、猛烈的无线电波暴发,其持续时间极短,释放出的能量却相当于太阳一整天内释放的能量。

2019 年,加拿大天体物理学家 Victoria Kaspi 因利用被誉为 “FRB 猎手”的加拿大氢强度测绘实验望远镜(CHIME)发现了 FRB,入选 Nature 年度十大科学人物。

对于 FRB,目前也只能用 “来历不明”来描述,不过经常会被认为与外星文明有关,原因在于人类是用无线电波进行通信。

不难发现,不论是脉冲星、外星人,还是快速射电暴,很多时候只能打上一个问号。毕竟,在宇宙的长河中,我们都只是短暂的浪花。

本文转自雷锋网,如需转载请至雷锋网官网申请授权。

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关键词:天眼外星人

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