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为了寻找外星人 科学家们都想了什么办法?

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发表于 2016-5-11 20:06:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
1959年9月,物理学家朱赛贝·可可尼和菲利普·莫里森在英国《自然》杂志上发表了一篇里程碑式的论文,他们给这篇论文起了一个颇具煽动性的名字:《寻找星际通信》。可可尼和莫里森提出,射电望远镜的精度已经可以检测到其他环绕恒星运转的文明向宇宙中传输的信号。他们认为这种信号可能会以21厘米波长(1420.4兆赫)进行传播。这是宇宙中最常见的元素——中性氢——发射的电磁波的长度。其他文明很可能会把这一波长看作电磁波谱中的一个符合逻辑的标志,像我们这样的搜寻者会想到去检测它。
7个月之后, 射电天文学家弗兰克· 德雷克成了系统搜寻宇宙中智慧信号的第一人。德雷克使用的观测仪器是直径25米的射电望远镜,位于西弗吉尼亚绿畔的美国国家射电天文台。他将这个射电望远镜对准了附近两个与太阳类似的。


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恒星——天苑四和天仓五。德雷克将自己的观测计划命名为“奥兹玛”(来自美国作家莱曼·弗兰克·鲍姆的作品《奥兹国的奥兹玛公主》)。1960年4月到7月,他每天用6小时扫描21厘米波长附近的电磁波信号。这个计划设计精良,成本低廉,以今天的标准来看非常简单,但是不成功。“奥兹玛”计划没有发现任何源于外星的信号,但激起了天文学界其他人的兴趣,尤其是苏联人,他们最先行动了起来。


在20世纪60年代,地外文明搜寻行动一直以苏联为主导。他们采用的策略极为大胆:用几乎全方位的天线对太空大片大片地进行观测搜寻,而不是仅仅对我们邻近地区的恒星进行搜寻。苏联人的依据是,在浩渺的太空中,总会有几个文明先进到能够发射出大功率无线电波。

在20世纪70年代初,美国航空航天局位于加利福尼亚州山景城的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)开始考虑为更高效的搜寻开发所需要的技术。一个由外部专家组成的团队在伯纳德· 奥利弗(Bernard Oliver)的领导下,利用从惠普公司休假的时间为美国航空航天局进行了一项名为“独眼巨人”的综合性研究。“独眼巨人”报告提供了一份有关地外文明搜寻中科学与技术问题的分析。这份分析报告成了随后的大部分搜寻工作所依据的基础。

随着观念的不断成熟,地外文明搜寻将要成功的前景已经变得相当令人信服了,美国人再次开始观测。在整个20世纪70年代,很多射电天文学家都使用天线和接收器进行过地外文明的搜寻。其中有一些工作采用了改进后的技术,这些工作一直延续到今天。其中最主要的有:美国行星学会的“元”计划(Project META)、加利福尼亚大学的“斯兰蒂普”计划(SERENDIP project),以及俄亥俄州立大学进行的一项长期观测计划。


到20世纪70年代末, 美国航空航天局已经在位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的喷气推进实验室(JPL)和艾姆斯研究中心制订了多个地外文明搜寻计划。这些团队为大规模的地外文明搜寻计划制订了双模式的搜寻策略。艾姆斯研究中心

计划进行一次“目标搜寻”行动。在此次行动中,他们将对1000颗与太阳类似的恒星进行观测。艾姆斯研究中心能检测到微弱的或者是零星发出的信号。喷气推进实验室曾提出展开一项被称为“目标搜寻”的项目,计划对整个太空系统地进行全方位的扫视。1988年,在经过了长达1 0年的研究和初步的设计后,美国航空航天局总部正式接受了这一搜寻策略,并且资助了该计划。4年后,在哥伦布到达新大陆500周年纪念日,该研究正式启动。但是在1年之内,美国国会就停止了对该研究的拨款。
由于美国航空航天局不再参与,所以无论是研究人员还是对此感兴趣的普通民众,都认为在自己的有生之年为地外文明是否存在这一意义深远的问题找到答案的可能性已经大为降低。地外文明搜寻学会只能以民间资金努力维持,“凤凰”计划由此诞生。


“凤凰”计划将所有的努力都集中在美国航空航天局地外文明搜寻计划的一个组成部分,也就是被称为“目标搜寻”行动的部分。“目标搜寻”行动的策略是对一片拥有大约1000颗与太阳类似的恒星的区域仔细观测。世界上最大的一些天线都被用于该行动,承担起搜寻地外文明的任务。
“凤凰”计划在全面性上比所有已经进行过的实验都高出许多个数量级。通常,要想使一个难以达到的目标取得圆满成功,所需要的不外乎系统和周密的努力。这正是“凤凰”计划秉持的理念,也是“凤凰”计划的承诺。

其他一些长期的地外文明搜寻计划也在进行之中。其中有:由加利福尼亚大学伯克利分校在阿雷西博天文望远镜上运行的“斯兰蒂普”计划;澳大利亚独立的团队地外文明搜寻澳大利亚中心买下了“斯兰蒂普”计划的技术,用在帕克斯射电望远镜上,用他们自己的5800万频道寻找地外文明;由加州大学伯克利分校负责运行的被称为“SETI@home”(译者注:意为在家里搜寻地外文明)的项目,利用广受大家欢迎的屏幕保护程序/ 分布式计算软件,使得数百万家庭参与到了地外文明搜寻行动中。

与此同时,地外文明搜寻学会(SETI Institute)已经将焦点放在了未来。在与加州大学伯克利分校开展的一个联合项目中,地外文明搜寻学会建设了一个专门用于地外文明搜寻的望远镜阵列——艾伦望远镜阵列。该阵列相当于一个1 00米的射电望远镜。根据计划,艾伦望远镜阵列是将要建设的其他大型射电天文阵列的先驱。2011年,因经费问题,该望远镜阵列暂停运行。
随着望远镜和地外文明搜寻技术的进步,我们有可能不再需要通过搜寻特定的信息来探测地外文明。在日常生活中,我们会以无线电台、电视和雷达信号的形式,在不经意间将这些“噪音”广播到宇宙中。地外文明也许有着与我们同样的“噪音”广播,我们可以通过探测这些“噪音”来探测地外文明。总之,地外文明搜寻计划的确是一个不折不扣的长期项目。


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