沈葉華
自古以來,人類就不認(rèn)為自己獨霸六合八荒,天下第一。光是月亮這個星球,中國人認(rèn)為有嫦娥,日本人認(rèn)為有輝夜姬,埃及人認(rèn)為有托特神,希臘人認(rèn)為有阿爾忒彌斯等。水星、金星、火星、土星,以及木星,古代羅馬人都用眾神命名它們。當(dāng)然,人們都明白,想象再豐富生動也不能代替現(xiàn)實,要證明那些星球有“人”,還得找到他們才行。
那怎么找呢?從常識說,我們要確定莽山荒野或一幢大樓中有沒有人,只要看到人影,或聽到人聲就基本可確定了。
在20世紀(jì)后期,人類發(fā)射航天器到月球、金星、火星,近距離的觀察令人大跌眼鏡——那兒連草都活不了,哪里有人???好在宇宙中的星球并不是只這幾顆,而是恒河沙數(shù)。如果只看了這幾顆星球沒有,就認(rèn)為全宇宙都沒有,這就好比到了一棟大廈,只看了一兩間房子鎖著,就斷定全棟大廈空無一人,豈不是荒唐!
可是問題來了,大廈再高再大,房間再多,只要橫下心一間間房子地毯式搜索還是可以辦到,但是對恒河沙數(shù)的星球,就不能一個個去探訪了。
還有其他辦法嗎?科學(xué)時代賦予科學(xué)家新手段:除了“看”,還可以“聽”。能聽到“聲音”,“人”就好找了。那該怎么“聽”呢?
20世紀(jì),人類開始利用無線電波傳播信號,例如電報、廣播、電視和手機等,使天各一方的人們互通音信。這啟發(fā)了科學(xué)家:何不用無線電波與外星人聯(lián)系?如果存在發(fā)達的外星文明,他們也應(yīng)該懂得無線電波技術(shù)??!他們也應(yīng)該有自己的電報、廣播、電視和手機等無線電接收及發(fā)送裝置。他們是否曾用無線電波向地球人發(fā)來電報,打來電話?
用無線電波聯(lián)絡(luò)外星文明有兩大無可比擬的優(yōu)勢:第一,無線電波能在宇宙間穿行;第二,無線電波具有宇宙間最快的傳播速度,每秒30萬千米。
因此,科學(xué)家認(rèn)識到,用無線電波尋找外星文明是不二之選。1961年,美國天文學(xué)家弗蘭克·德雷克提出了一個方程,估算銀河系中發(fā)達的外星文明個數(shù),結(jié)果約為1萬個。
沒準(zhǔn)外星文明正用無線電波發(fā)來問候,我們怎能錯過接聽?
用什么接聽呢?用射電望遠鏡,俗稱“天線”“大鍋”。簡單地說,射電望遠鏡由“反射鏡”和“放大器”兩部分組成。主反射鏡像一口大鍋,用來接收無線電波。無線電波穿越無垠宇宙,到達地球時已非常微弱,所以需要放大器放大信號后才能解讀。
然后,讓射電望遠鏡往茫茫太空上搜,像收音機搜臺,注意聽有沒有外星文明向我們發(fā)來的無線電波,或外星文明之間互發(fā)的無線電波,或外星文明向自己人播放的廣播、電視節(jié)目。
射電望遠鏡用兩種方式“搜臺”:第一,遍搜,全方位收集太空中的無線電波,然后分辨當(dāng)中有沒有可能屬于外星文明的。第二,精搜,對可能存在外星文明的星球進行監(jiān)測,收集從其中散發(fā)的無線電波,再進行分析。
1960年,弗蘭克·德雷克率先使用射電望遠鏡搜尋外星文明,開啟人類用無線電波搜尋之先河。1984年,美國天文學(xué)家正式成立“搜尋外星文明”組織,英文簡稱SETI。那么,他們“聽”到外星文明的“呼喚”了嗎?
弗蘭克·德雷克
1.阿雷西博望遠鏡,位于波多黎各,由美國建造并運營。阿雷西博的主反射鏡像一口架在山谷間的大鍋,直徑305米,面積73 000平方米,兩個副反射鏡在150米高空處的一個圓屋內(nèi)。
1974年11月16日,阿雷西博天文臺向球狀星團M13發(fā)射了一束無線電波——科學(xué)家期盼星團M13生活著外星人。這束無線電波是一幀圖案,介紹地球人的形態(tài)、地球人的DNA、地球總?cè)丝冢约疤栂档?。那么,星團M13外星人聽到我們的呼喚了嗎?還早著呢。地球距離星團M13約25 000光年,也就是說,這束無線電波需要25 000年才能到達星團M13,所以它還在“送信”的路上。
順帶說說,2016年中國的FAST即“天眼”,直徑為500米,超越阿雷西博望遠鏡,成為第一大的單口射電望遠鏡。
2.帕克斯射電望遠鏡,位于澳大利亞。它的“大鍋”直徑64米,曾為南半球最大的射電望遠鏡。南半球的地理位置得天獨厚,許多重要的天體需在這里觀察,如麥哲倫星云、半人馬星座、煤袋星云……帕克斯射電望遠鏡于1961年建成使用,后經(jīng)數(shù)次升級改造,至今仍是世界第一流的射電望遠鏡。
多年前,帕克斯射電望遠鏡鬧過一個笑話。早自上世紀(jì)90年代,望遠鏡不時收到一束束強烈的好像來自深空的無線電波,難道是期盼已久的外星問候?天文學(xué)家欣喜若狂,他們反復(fù)核查,終無法落實。直到2015年,他們才發(fā)現(xiàn),此電波的來源“遠在天邊,近在眼前”——餐廳的微波爐。原來是微波爐定時器未到時,人們急著取食物將它打開,散發(fā)的微量微波瞬間被望遠鏡攝取。由此可見射電望遠鏡之敏銳!自那時起,凡是射電望遠鏡工作時,天文學(xué)家都不得使用手機、微波爐、Wi-Fi、藍牙……他們自嘲“用著世界上最先進的科技,卻過著人類最沒科技的生活” 。
3.俄亥俄州立大學(xué)射電望遠鏡,位于美國,俗稱“大耳朵”。它上、下豎起像耳郭的是兩個反射鏡,中間是金屬地線層。這只“大耳朵”大如3個足球場。然而不幸的是,“大耳朵”在1998年因廢舊被拆除,壽命僅35年。
俄亥俄州立大學(xué)射電望遠鏡
“大耳朵”名副其實。1977年8月16日,它“聽到”一束強烈的、長時間的無線電波。這束無線電波的強度比周圍的強30倍,持續(xù)達72秒之久。它的頻率正是天文學(xué)家預(yù)測的外星人聯(lián)絡(luò)地球人所使用的頻率。天文學(xué)家興奮不已,在頁邊飛筆“Wow(哇)!”。這就是著名的“Wow信號”。那么,這是外星人找我們來了?可惜,這束無線電波地球人只收到一次,就杳無音訊了。后來天文學(xué)家向它傳來的方向搜尋無果,直到現(xiàn)在,還不能確定其來源及內(nèi)容,但“Wow信號”是迄今所收到的最有可能是外星文明的“聲響”。
說到這兒,你是否注意到,搜尋外星文明使用的都是巨大射電望遠鏡,道理很簡單:“鍋”大了,才能收集更多無線電波。但是,“大鍋”造價昂貴,怎么辦?隨著科技發(fā)展,人們發(fā)明了“小鍋”合成“大鍋”,其中之一便是“艾倫望遠鏡陣”。
4.艾倫望遠鏡陣,位于美國,2007年建成并使用。此陣由42個小射電望遠鏡組成,每個直徑約6米,42個相當(dāng)于合成1個直徑40米的大望遠鏡,但42個小的比1個大的造價便宜得多,而且小望遠鏡的使用更靈便——它們可以指向同一天體,全力收集從其中散發(fā)的無線電波,也可以各干各的,分別作業(yè)。未來,資金籌足的話,艾倫小望遠鏡將擴展到350個。
上面講述的4個射電望遠鏡只是“搜尋外星文明”使用設(shè)備的代表,其他如格林·班克射電望遠鏡、甚大天線陣等也是世界頂尖級的,限于本文的篇幅,不一一講述了。
從1960年至2020年60年的搜尋,還尋不到外星文明的一絲“聲息”,能下結(jié)論說不存在外星文明嗎?不,天文學(xué)家對此只是付之一笑:有人在大海里舀一杯水,看看杯里沒有魚,就說大海里沒有魚,真是天真。他們自認(rèn)60年的太空作業(yè),才相當(dāng)于“舀了大海的一杯水”。
一甲子,一小步,迢迢銀漢路。