外星人揭密

如何召喚外星人?美國打算發激光帶路

根據科學家進行的一項新研究,如果宇宙的其它角落存在智能生命,激光可以充當地球的“門廊燈”,以引起外星天文學家的注意。研究指出如果1 到2 兆瓦的高能激光通過一架30-45 米口徑的望遠鏡聚焦並射向太空,所產生的紅外輻射束能夠從太陽的紅外信號中“脫穎而出”,吸引外星天文學家的目光,讓他們意識到地球的存在。

科學家指出當前的激光技術能夠向太空發射強大的光束,足以引起 2 萬光年外外星人的注意
如果宇宙的其它角落存在智能生物,他們能夠知道我們的存在嗎?麻省理工學院進行的一項新研究指出,現有的激光技術可以充當地球的“門廊燈”。這盞燈的亮度足以引起 2 萬光年外外星天文學家的注意。研究論文刊登在《天體物理學雜誌》上。

論文作者詹姆斯·克拉克稱這是一項“可行性研究”。根據他們的研究發現,如果 1 到 2 兆瓦的高能激光通過一架 30-45 米口徑的望遠鏡聚焦並射向太空,所產生的紅外輻射束能夠從太陽的紅外信號中“脫穎而出”,吸引外星天文學家的目光。

sources: wikimedia.org
比鄰星 b 藝術概念圖,所環繞的半人馬座比鄰星是距離太陽最近的恆星。這顆行星距地球大約 4.2 光年,是已知距太陽系最近的系外行星

研究指出如果外星天文學家對我們所在的銀河系區域進行觀測,他們能夠探測到這種信號,尤其是對那些棲身附近恆星系統的星球,例如比鄰星周圍的行星或者 TRAPPIST-1 系統。比鄰星是距地球最近的恆星, TRAPPIST-1 距地球大約 40 光年,周圍環繞 7 顆行星,其中有 3 顆可能具有適居性。

研究發現如果臨近恆星系統能夠探測到這樣的信號,我們可以藉助同等強度的激光,以類似於莫爾斯電碼的脈衝形式傳送簡短信息。克拉克表示:“如果我們想與外星人交流,我們可以利用激光發送數據速率在每秒幾百比特左右的信息。這些信息只需短短幾年時間便可抵達。”克拉克是麻省理工學院航空航天工程系的一名研究生。

TRAPPIST-1 七行星系統藝術概念圖

吸引外星人注意的激光“門廊燈”聽起來有些不可思議,但克拉克指出只需借助現有的技術外加近期內研發的技術,我們便能夠做到這一點。他說:“這是一項富有挑戰性的計劃,但並不是一項不可能完成的任務。當前研製的激光器和望遠鏡能夠產生一個可探測信號,讓觀測太陽系的外星天文學家探測到並且從光譜中捕捉到不同尋常的信息。我不知道外星智能生命的第一判斷,但這樣的信號一定能引起他們的關注。”

克拉克的導師是副教授科里·卡霍伊。作為畢業設計的一部分,克拉克開始研究“行星燈塔”的可行性。他說:“我希望確定一點,即能否利用當前研製的望遠鏡和激光器打造一個可以被外星球探測到的燈塔。”

比鄰星 b 藝術概念圖

首先,克拉克提出一個採用大型紅外激光和望遠鏡的簡單概念設計,望遠鏡用於進一步增強激光的強度。他希望產生一個強大的紅外信號,強度至少達到太陽天然紅外輻射的 10 倍。他認為這樣的強烈信號足以從太陽自身的紅外信號中脫穎而出,最終讓外星人的巡天計劃觀測到。

克拉克對不同功率激光和不同口徑望遠鏡的組合進行了分析。分析結果顯示如果讓 2 兆瓦的高能激光通過一架 30 米口徑的望遠鏡聚焦並射向太空,所產生的信號很容易被比鄰星 b 的天文學家探測到。比鄰星 b 距地球 4 光年,所環繞的比鄰星是我們最近的恆星鄰居。類似地, 1 兆瓦激光和 45 米口徑望遠鏡產生的信號能夠被 TRAPPIST-1 行星系統的天文學家探測到。克拉克指出任何一個組合都能產生可以從 2 萬光年外探測到的信號。

巨型麥哲倫望遠鏡藝術概念圖

兩種設想所需的激光和望遠鏡技術都處在研發之中,又或者都可在近期內成為現實。1 到 2 兆瓦的激光功率與美國空軍機載激光系統相當。按照原定計劃,這個激光系統將搭乘軍用噴氣機,用於從空中攔截彈道導彈。

雖然 30 米口徑的望遠鏡讓地球上現有的任何望遠鏡相形見絀,但製造這種巨型望遠鏡的計劃已經在實施當中——包括 24 米口徑的巨型麥哲倫望遠鏡和 39 米口徑的歐洲極大望遠鏡——將在不久的將來投入使用。在智利,巨型麥哲倫望遠鏡和歐洲極大望遠鏡項目已經破土動工。

根據克拉克的設想,與這些巨型望遠鏡一樣,激光燈塔也應建在山頂,以便將大氣層對激光的影響降至最低。射向太空過程中,激光必須刺透地球大氣層。克拉克承認兆瓦級激光會帶來一些安全問題。這種激光束的通量密度達到每平方米 800 瓦左右,與陽光接近,後者在 1300 瓦左右。雖然這種激光束不可見,但如果直視,仍能損傷人類的視力。如果飛船在兆瓦級激光束前方穿過,飛船上的成像設備可能遭到破壞。


歐洲極大望遠鏡,可對比鄰星 b 進行直接成像

克拉克表示:“如果我們希望在沒有人居住或者航天器環繞的地區打造這樣的系統,月球遠側無疑是一個更安全的選擇。總之,這只是一項可行性研究。究竟是一個好想法還是一個餿主意,仍有待討論。”

在證明打造行星燈塔具有可行性後,克拉克又進行進一步研究。如果銀河系內其它星球的天文學家也打造這樣的紅外燈塔,當前的成像技術能否探測到?根據他的研究,只有觀測方向正確, 1 米或者更大口徑的望遠鏡才能探測到這樣的信號。他說:“望遠鏡巡天計劃觀測到外星激光的可能性微乎其微,除非我們將觀測對象僅限於距地球最近的恆星。”


歐洲極大望遠鏡與維也納聖斯蒂芬大教堂對比

克拉克希望這項研究能夠鼓勵工程師和科學家研發更先進的紅外成像技術,不僅能夠捕捉到外星天文學家打造的激光燈塔,同時也能識別遙遠行星大氣層的氣體,以便確定是否存在生命。他說:“即使存在外星人並且打造了激光燈塔,借助當前的觀測方式和設備,我們可能也沒有那麼好的運氣,能夠對這種燈塔進行成像。對系外行星的紅外光譜進行研究以搜尋氣體痕跡,我們能夠推斷出是否存在生命。隨著全天域觀測的覆蓋面越來越大,速度越來越快,如果外星人給外界打電話,我們要比以往更有可能探測到它們的存在。”

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