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“中国天眼”FAST发现“来自地球之外可能的技术痕迹和地外文明候选信号” | {$randkws}热点解读 这是FAST的五大科学目标之一

“中国天眼”FAST察觉“来自地球之外或许的技术痕迹和地外文明候选通讯”
“中国天眼”FAST察觉“来自地球之外或许的技术痕迹和地外文明候选通讯”
(神秘的地球uux.cn报导)据中国资讯周刊:近期,北京师范大学天文系教授、中国地外文明搜寻首席科学家张同杰对传媒透露,其团队使用“中国天眼”察觉了几例“来自地球之外或许的技术痕迹和地外文明候选通讯”。张同杰强调,这是裁员消息合集几个各异于以往的窄带电磁通讯,当下团队正抓紧进一步甄别和排查。
人类尚未察觉地外文明通讯的缘由或许有两个
一是监测还没有覆盖足够广阔的天空
二是设备灵敏度还不足以探测到外星“广播”
被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)2020年9月官方开启地外文明检索岗位,这是FAST的五大科学目标之一。2020年,对FAST 2019年观测资料处理时,张同杰团队察觉了两组地外文明可疑通讯。2022年,团队又从太阳系外行星目标观测资料中察觉了一个可疑通讯。
“FAST新近察觉的这些可疑通讯很或许来自地球,而不是外星人。”加州大学伯克利分校地外文明探究中心首席科学家丹·维尔海默对《中国资讯周刊》说。维尔海默1979年就着手从事“地外文明搜寻”(SETI)岗位,是海外上最权威的SETI探究人员之一,也是张同杰团队的美国兴办者。张同杰团队也称,可疑通讯是某种射电干扰的或许性相当大。
维尔海默强调,迄今为止,人类探测到的所有“疑似通讯”都是由“我们自己的文明”发出的,而不是“另一个文明”。那么,人类离察觉外星人还有多远?
为什么会混淆人类通讯和外星人通讯?
可疑的通讯都来自哪里?
维尔海默阐释,这些通讯或许来自移动电话、电视、雷达、卫星,以及天文台附近的电子设备和计算机,以无线电波的形式被FAST接纳到,由于人类难以确认它们和外星通讯之间的差别,所以对观测带来干扰。“尽管在FAST上的评测方才着手,还在进修如何处理干扰通讯,确认资料,但在此之前,我有20多年的经验,比如运用波多黎各的美国阿雷西博射电望远镜观测时,曾收到过很多与这次相当接近的通讯,它们最后总被证明是Xbox:引发网友热议一种无线电干扰。”
为什么我们总是会混淆人类通讯和外星人通讯?在各类地外文明搜寻打算中,经由射电望远镜捕捉特定频率的无线电通讯,一直是SETI探究人员的首选。这是由于宇宙中各类形式的电磁辐射中,无线电波的“穿越”能力最强,差不多可以不受阻碍经由广袤宇宙,尽或许缩减信息损耗,这是人类接收的理想的“通讯”。
1960年,SETI的先驱者弗兰克·德雷克在美国格林班克全国射电天文台开展了人类首次对地外文明的无线电通讯检索,德雷克将其称为“奥兹玛打算”。1960年4月到7月间,每天当中有6小时,德雷克会把天文台的无线接收器调到1420 MHz(兆赫)频率,他觉得,这或许会是外星人通用的“你好”频率。
1420 MHz频率,是所有SETI人员都会重点留意的检索对象,由于这是氢原子的发射频率,而当一个氢原子与一个羟基结合时,水就诞生了,这是人类所得知的生命原初构成的最重大元素。1720 MHz是羟基的发射频率,所以,在氢和羟基之间,从 1420 到 1720 MHz 的频率范围被称为宇宙“水洞”,这被美国全国航空航天局(NASA)觉得或许是有生命聚集的地方。
当下,射电望远镜对外星通讯的首要检索范围是从1000-10000 MHz的“微波窗口”。这一“窗口”的通讯最易被确认且穿透力强。SETI探究人员进一步聚焦,首要寻找频带宽度在几百赫兹以下的“窄带通讯”。维尔海默阐释,地外文明发出的通讯不一定是窄带,人类寻找窄带通讯,只是由于这样更轻松将“非自然”的通讯确认出来。恒星、脉冲星、类星体,以及银河系中湍急而稀薄的星际气体发出的都是宽带通讯,假如挑选宽带通讯去搜寻,我们就很难证实它究竟是来自地外文明,还是夏季官方漫威电影,业内人士这样看宇宙中某一种自然现象。
已知天体自然源能发出的最小频率大约是500 Hz,探究人员觉得任何带宽小于300Hz的通讯应该都是“非自然”制造的。“但不幸的是,人类自己也会制造众多窄带通讯,这使得SETI搜寻也变得更为艰难。这就是一直困扰我们多年的射频干扰难题。”维尔海默说。
针对FAST而言,解决这个难题更为艰难。维尔海默强调,FAST的长处是灵敏度比任何现有的射电望远镜都高,更轻松捕捉到远方相当微弱的通讯,但硬币的另一面则是,这也会带来更大的干扰。
FAST投用之前,全球上最灵敏的地外文明观测设备,是2020年12月因结构失控而垮塌的美国阿雷西博望远镜。依据FAST首席科学家、中国科学院全国天文台探究员李菂团队的探究,FAST的综合灵敏度比阿雷西博高10倍,拥有当下全球上唯一的300米级天线,瞬时灵敏度超过其他天线一个数量级以上,并且FAST还拥有更高的测量精度和更大的天区覆盖面。
张同杰等人在2020年4月发表的论文《基于FAST望远镜的地外文明共时观测》中强调,对来自外星的可疑候选通讯,FAST筛选的规范是“通讯带宽小于500Hz,持续时间小于100秒”。筛选之前,FAST会先使用“星云”算力程序对“窄带”干扰通讯去除,首要方式是调研通讯是否持续在多个天区呈现,真正来自地外文明的窄带通讯应该只在天空的固定区域呈现。另外在很多天区呈现的通讯,大约率就是来自地球的干扰通讯,会被程序去除。可是,结局显示,算力筛选后,仍会残留小若干干扰通讯。“到当下为止,没有一种算力可以将噪声干扰完全去除”。
维尔海默觉得,一种更根本的解决办法是将射电望远镜从地球移到月球背面,这里将免受地球上的武汉的近日,不必讨好所有人无线电污染。另外一个办法是使用两个射电望远镜另外测试,比如,一个在贵州,一个在上海,两个望远镜相距千里以上,这样就可以更精确地得知,通讯源离我们到底有多远,是在地球附近,还是在更遥远的地方,“就像三角定位一样”。
地外文明搜寻中,首要有两种策略,一种是更广泛的天空调研,即巡天观测,用望远镜扫过大片天空,寻找或许来自任何方向的地外强通讯,另一种更具针对性,将望远镜指向有或许存在生命的指定恒星区域,长时间停留在这里,捕捉较弱的通讯。张同杰在论文中强调,FAST前方的目标之一是经由1~2年巡天观测,获得一些好的候选目标通讯,并对候选目标开展后续观测,进一步测试候选目标的可信度与可重复性。
在维尔海默看来,FAST相当灵敏,并且可以覆盖更大范围内天空。前方5~10年,人类将运用这个充满美感的望远镜开展大规模天空调研,这需要巨大的计算能力,如今每秒可以确认大约200亿个通讯,但还远远不够。“数以万亿计的星星让我们仰望,我们才方才着手。”维尔海默说。
“我们在宇宙中是寂寞的吗?”
1959年9月19日,第一个人造卫星发射两年后,物理学家菲利普·莫里森和朱塞佩·科科尼在《自然》上发表论文《寻找星际通信》,首次确认了宇宙中各类频率的射线,提出无线电波可用于星际通信。1961年,德雷克在格林班克举行的第一次较严肃的SETI会议中,提出了著名的“德雷克方程”,期盼经由公式计算出:银河系中究竟存在多少能够被人类测试到的外星文明(N)。德雷克本人对N的估算是10000,但很多科学家对此存疑。
历史上曾呈现过很多疑似“N=1”的状况,大多被证明是乌龙,另一些至今没有答案。其中最著名的是1977年8月15日收到的“Wow!”通讯。这一天,美国俄亥俄州立大学的“大耳朵”望远镜探测到了一组“相当像地外文明”的通讯,来自人马座M55球状星团西北方向,窄带,强度大,最重大的是,通讯频率正是氢原子的发射频率1420 MHz。当天的观测者杰里·埃曼在资料记录纸上标出该通讯的强度数值,并情不自禁地写下“Wow!”。惋惜的是,天文学家后来在各异望远镜上使用了多次,始终没有在同一方向检索到重复通讯。直到如今,“Wow!”仍是已察觉的所有“可疑通讯”中的最强候选者。
1984年11月,非营利科学机构SETI探究所兴办,1995年至2004年间,探究所开展了当时全球上最完整的地外文明搜寻项目——“凤凰打算”,运用澳大利亚帕克斯射电望远镜、格林班克的全国天文台望远镜和美国阿雷西博望远镜,一共观测距离地球200光年以内的800个恒星操控系统。从2007年着手,SETI探究所有了一个更强的“聆听”设备——艾伦望远镜阵列。这是第一台专门为地外文明搜寻设计的射电望远镜,静静地坐落在旧金山以北的喀斯喀特山脉深处,由42 个无线电天线在地面上排列而成。阵列式设计允许另外检索多个恒星,使搜寻速度提升了至少100倍。SETI探究所预计,艾伦望远镜让人类前方二十年内可以将检索范围拓展到100万颗恒星。
当下,探究所与NASA兴办,开普勒望远镜察觉的数千颗候选“宜居”行星,都变成艾伦望远镜阵列的重点观测对象。2015年7月,NASA在太阳系外察觉了一颗当下为止“最接近地球”的类地行星“开普勒-4525b”。但SETI探究所用艾伦望远镜对这颗地球的“表亲”观测,没有任何结局。当下,艾伦望远镜接收器的操控系统升级后,可以将通讯覆盖至1000 MHz 至 15000 MHz。
让人类不解的是,为什么这么多年来,还没有察觉地外文明?1950年,意大利裔美国物理学家恩里科·费米问出了几千年来人类文明最想回答的难题:“我们在宇宙中是寂寞的吗?”1973年,麻省理工学院天文学家约翰·鲍尔提出了一种阐释:就像人类在动物园里观察动物,外星人或许也正默默地观察人类。他们故意避免和人类接触,把人类文明圈隔出来,就像宇宙中的“自然保护区”,或者只是以便“监视”人类,这就是著名的“动物园假说”。
2016年,英国圣安德鲁斯大学天体物理学家邓肯·福根对这一假说提出质疑,他觉得,假说做到前提是各式外星文明必须经由签订协议,兴办一个统一的“银河俱乐部”,否则只需要一个“各异政见者”,不接触原则就会被打破。这听起来完全是人类民间的思维方式。事实上,针对外星文明或许会发出什么样的通讯,所有猜测都兴办于人类对自身民间的认知。
在维尔海默看来,最佳的SETI策略是多重检索,测试尽或许丰富的波长和通讯类型,比如激光和红外线,而不只仅是无线电。他强调,迄今为止人类开展的SETI探究只测试了无线电频谱的“一小若干”,还有些许探究留意红外波长。所以,地球人仍在“最浅层的地方”摸索,乃至在已测试到的通讯中,或许就隐藏着地外文明的讯息。
2017年,SETI探究所开启了一项新打算“激光SETI”,重点捕捉过去或许被忽视的“高效闪烁的激光通讯”。与无线电相比,激光通信长处可以“包裹”更多能量,原则上激光每秒传输的信息是无线电的50倍。首批两台望远镜已然建成,分别位于加利福尼亚的索诺马县和夏威夷毛伊岛。观测时,两台望远镜以各异角度另外对准天空同一个区域,每秒扫描150度的夜空弧度超过一千次。等整体望远镜着手管理,该打算将能够监测西半球大约一半的夜空,并且做到真正的连续观测。“全天全时”一直是SETI探究者所追求的目标。
SETI探究所高级天文学家赛斯·肖斯塔克对《中国资讯周刊》强调,人类尚未察觉地外文明通讯缘由或许有两个:一是监测还没有覆盖足够广阔的天空;二是设备灵敏度还不足以探测到外星“广播”。
我们该向外星人主动“打招呼”吗?
2022年5月,美国国会举行了半个多世纪以来的第一次UFO听证会,五角大楼官员在会上展示了几个难以阐释的影像:从FA-18 战斗机窗户取景到的球形物体;一个发光的绿色三角形正空中移动。NASA接着亮相要组建一个专门的UFO探究小组,这是它第一次介入不明飞行物调研,此前这类探究被多数科学家斥为“不是真正的科学”。
针对“动物园假说”,很多天文学家对其背后的“监视”意味不寒而栗。从人类着手“聆听”宇宙时,是否要主动向外星人发送通讯,一直是科学家们激辩的中心,当下,主流观点持否定态度。美国天体生物学家道格拉斯·瓦科赫则各异,他觉得要想让“银河动物园”的治理员现身,人类可以经由向附近恒星发送强大的、信息丰富的无线电通讯向外星人说明自己,“他们或许就会答复我们”。“他们在外面,并且已然得知我们在这里,以便进入银河俱乐部,我们必须提交申请,也许乃至支付一点会费。”
瓦科赫2015年创办了一个名为METI International的组织,旨在探究如何给外星人发送更“合适”的信息。在此之前,瓦科赫在SETI探究所岗位了16年,担任星际信息撰写主任。
与“主动检索派”相对,大多数科学家觉得主动“打招呼”会让地球面临“暴露的隐患”。2015年9月,在一个搜寻外星人的“革新聆听”项目开启会上,发起人之一、剑桥大学宇宙学家斯蒂芬·霍金明确警告,不要对宇宙“大喊大叫”,由于地球之外阅读人类信息的文明或许“比我们早了数十亿年”,它们会更为强大。他觉得,这些先进的外星文明或许具有与人类同样的暴力、侵略和种族灭绝特征。这正是《三体》所描写的历程。
早在1974年,阿雷西博望远镜就对太空发送出人类的第一条无线电信息,目的地是25000光年以外的球状星团 M13,发送时间不超过三分钟,信息经由一种二进制编码被传递出去。此后,“主动检索派”科学家一直在探究如何用最少信息传递有关人类民间和物种的最多信息。
2017年,METI连续三天向12光年之外的鲁坦星发射了重复通讯,这是距离地球最近的恒星操控系统,包含一颗潜在的“宜居行星”。与“阿雷西博图像”相比,这条信息更为繁琐,包含了很多基础数学、物理学概念和一些科学知识,含有告诉外星人为什么1+1=2,阐释无线电信息如何读取以及人类的时间概念是什么。瓦科赫乐观估计,假如一切顺利,人类在2042年前就可以收到外星人的回复。METI第二条信息将于2022年10月4日发送。这一次目标是距离地球39光年的恒星TRAPPIST-1,TRAPPIST-1将收到一个更丰富的“包裹”:元素周期表的详情、原子的组成,以及英国爵士摇滚乐队The Comet Is Coming演唱的歌曲和俄罗斯音乐家爱德华·阿尔捷米耶夫创作的《对上帝使者的颂歌:地球之美》。
1977年的一次“对外研究”中,两艘宇宙飞船搭载的“黄金唱片”更是汇集了人类文明的精华:含有115幅图像,图像中有太阳光谱、水星、火星、人体解剖图、胎儿、男女关系图、地球内部结构、大陆漂移等,搜集的声音中有海浪、风、雷的声响,座头鲸的歌声,55种人类古代、现代语言连续说出的“你好”,中国的吴语,巴赫、贝多芬、莫扎特的音乐精选等。
与科学家想象的各异,越来越多的探究显示,普通大众实际上对外星人并没有那么大的敌意,并且相信“外星文明的确存在”的人数在逐年增多。盖洛普民调结局显示,1966年至1987年,相信外星文明存在的人数占比从34%上升至50%。1997年,在马里斯特民意探究所的一项调研则显示,86%的受访者觉得银河系邻居是友好的,而不是敌人。到了2021年7月,皮尤民调机构亮相的一项新近调研显示,51%的美国人觉得“不明飞行物(UFO)”或许来自外星智慧生命,约87%的受访者强调UFO根本不会对美国构成可靠威胁。
美国针对UFO的探究将于本年秋天着手,历时9个月,预计花费10万美元。小组负责人是美国天体物理学家大卫·斯佩格尔,他强调,必须以“谦逊的态度”来处理这类难题,“我职业生涯的大若干时间都是身为宇宙学家度过的,我们不得知宇宙的95%是由什么组成的。”他说。
维尔海默强调,UFO探究和SETI探究是各异的,当下还没有证据表明UFO来自外星文明,也很少有科学家相信地球已然被外星人造访,有些人觉得UFO或许是某种新的军事飞机或是大气现象,“但持续探究总是有益处的,我们或许会察觉一些有趣的东西。”
美国加州大学戴维斯分校心理学教授阿尔伯特·哈里森在《恐惧、混乱、平静和喜悦:人类对外星文明的反应》一文中强调,当下为止,人类对外星人的反应是科学、想象和传媒炒作的混合体。千禧年前后,人类相信外星文明是明智、善良和友好的,外星文明是“乌托邦民间”,那里没有战争、死亡和疾病,能够合作人类停止核使用。AI时代,又有人觉得外星生命存在于计算机电路中,可以“日常”在0和1存在的任何地方。
假如有一天,人类真的察觉了外星文明的通讯,我们应该回答吗?
1989年海外宇航科学院批准了一份《SETI测试后协议》,依据协议,察觉外星通讯后,任何全国、机构和个人禁止在未就讯息信息达成全球共识的状况下向外星文明“回复”。但该协议不具有法律效力。维尔海默强调,这个协议只是第一步,联合国最好能让所有全国在察觉通讯之前就经由这样的议定书,由于测试到通讯后就更难达成一致。“是否要回答的确定,应该由所有全国和地球上每一个人共同确定,这是全人类的难题。”维尔海默说。

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