人類首次害怕“黑暗森林”,女研究生髮現神秘信號,要…


人類首次害怕“黑暗森林”,女研究生髮現神秘信號,要不要回复?的頭圖

人類首次害怕“黑暗森林”,女研究生髮現神秘信號,要不要回复?

看過《三體》,無不為其中的一條宇宙法則感到深深的震撼,甚至背脊發涼,這就是黑暗森林法則。在潛伏著各種“獵人”的宇宙黑暗森林中,每個文明都會小心翼翼,盡量隱匿自己,否則就有可能招來其他更先進文明的毀滅性打擊。每個文明都想保全自己,只能把外部威脅徹底扼殺在搖籃裡。

事實上,黑暗森林法則是對費米悖論的一種解釋。人類在地球上的存在時間還不超過300萬年,但我們已經發展出了宇航科技,有能力飛離地球,前往其他星球。

另一方面,銀河系的形成時間估計有135億年。在過去漫長的時間裡,只要外星智慧物種比人類早出現幾億年,哪怕是幾百萬年,他們現在也將有能力發展成星系文明,在整個銀河系中活動。

然而,宇宙似乎靜悄悄,從未有外星文明造訪或者聯繫地球,我們向宇宙發射的信號也從未有過回應。於是,物理學家費米發出了這樣的疑問:外星文明究竟都在哪裡呢?

早在1967年,人類就已經第一次畏懼宇宙“黑暗森林”。

除了可見光之外,宇宙中還有很多肉眼看不見的無線電波,這需要射電望遠鏡來接收(我國的天眼也是一架射電望遠鏡)。在上個世紀六十年代,射電天文學已經取得了不少的重大發現,例如,宇宙大爆炸留下的餘溫——宇宙微波背景輻射,遙遠星系中心的活躍超大質量黑洞——類星體。

當時,劍橋大學的女研究生約瑟琳·貝爾·伯奈爾(Jocelyn Bell Burnell),通過射電望遠鏡研究類星體時,意外發現了一個非常具有規律的脈衝信號,週期極為穩定,每隔1.337秒跳動一次。

這個詭異的信號每天都會提前3分56秒出現,這與地球繞軸轉動一圈的時間剛好吻合。在生活中,一天的時間剛好為24小時,這是太陽相隔一天經過同一子午線所需的時間。但由於地球還在軌道上繞著太陽公轉,所以經過1個太陽日之後,地球的自轉角度其實已經超過360度。也就是說,地球繞軸自轉360度的時間小於24小時,差了3分56秒。

於是,約瑟琳確定這個特殊的信號必然是來自於宇宙中的某處。每當地球轉到那個方向時,剛好可以接收到那個信號源發出的無線電波,所以才會出現這樣的時間差。

約瑟琳無法解釋她所發現的脈衝信號,她突然閃過一個念頭,這也許就是外星信號。人類文明的通信基於無線電波,這是一個科技文明發展的必然結果,如果宇宙中也有外星人,他們也完全有可能用無線電波進行通信。

約瑟琳不敢聲張,她把新發現的“外星信號”告訴了她的導師安東尼·休伊什教授。經過多次研究和討論之後,休伊什教授也認為這個信號非同尋常,其窄帶頻率暗示著並非起源於自然。

他們不敢貿然把這個發現公之於眾,害怕引起麻煩,甚至給地球帶來危險。因為如果這個真的是外星信號,並且地球上有人發射信號去回复,將有可能引來科技水平遠超人類的外星文明,這顯然會置人類於危險之中,就像《三體》中描繪的那樣。

此後數月,他們又陸續發現了多個有規律的脈衝信號,只是周期不一樣。後來經過反复研究,這些信號被認為並非由外星人發出的,而是來自於一種十分特殊的天體——脈衝星,這是物理學家朗道在30多年前預言的中子星。

當質量為太陽8至20倍的大質量恆星耗盡燃料後,核心區域將會劇烈坍縮,強大的引力把電子壓縮到原子核中,與質子中和成中子,由此將會形成由中子構成的緻密天體——中子星。理論上,中子星的質量約為太陽的2倍,但半徑只有不到20公里。

由於中子星的磁軸和自轉軸不重疊,當它們快速自轉時,磁軸方向發出的無線電波會隨之在宇宙中掃射。如果地球處在磁軸方向上,我們就能接收到穩定的脈衝信號,信號周期即為中子星的自轉週期。

自此真相大白,雖然約瑟琳發現的不是外星信號,但脈衝星的發現仍然極為重要,這有力證實了恆星演化理論的正確,也能用於檢驗愛因斯坦的廣義相對論,還能為未來的星際航行提供坐標定位。因此,該發現也被譽為二十世紀最偉大的天文發現之一。休伊什憑此獲得了諾貝爾物理學獎,但令人遺憾的是,最初的發現者約瑟琳卻無緣該獎。