地球在宇宙中的位置已經暴露了嗎?

  首先,人類發射的探測器先鋒10號和11號,旅行者一號和二號等,在暴露地球位置這個方面作用不大。走得最遠的旅行者1號還要300年才能到奧爾特雲,真正走出太陽系還需要3萬年。即使有外星人路過太陽系,它們恰好撿到這些探測器的機率也極小。如果真有外星人走得這麼近,它們應該已經能看到地球是一顆生命星球了。

  真正可能暴露地球位置的,是無線電訊號。

  馬可尼在1901年發送了第一次跨越大西洋的無線電訊號。從那一刻起,來自地球的電波就在宇宙中以光速飛向四面八方。到今天,電波飛過的空間形成了一個半徑115光年的球。這個範圍,就是下圖中那個小小的藍點。

null

  很多人看見這張圖以後會感慨:“我們在宇宙中是多麼孤獨。” 但是,放在這個問題下面,我們應該思考的是,地球暴露的機會正在以光速增長。

  然而,這樣的訊號過於微弱。穿過大氣層以後,估計就衰減的差不多了。能夠穿越大氣層,進入宇宙空間的是電視和調頻廣播訊號。卡爾·薩根認為,第一次這樣的訊號是1936年柏林奧運會開幕式的電視直播。他在小說《接觸》中使用了這個點子。這部小說1997年被改編為電影《超時空接觸》,相信很多人都看過。

null

  那麼,外星人看到的第一個地球名人的形象就應該是希特拉了。

  有好事者甚至在設想,銀河系中什麼地方外星人能看到什麼電視節目。

null

  當然,這些都是美國的電視節目。我們也可以畫一張自己的圖,把《霍元甲》,《射鵰英雄傳》和《還珠格格》什麼的都放上去。

  從1936年開始的電視和廣播訊號在宇宙中可以形成一個半徑80光年的球。那麼,這個範圍內,有沒有外星人在看我們的肥皂劇呢?

  從維基百科我們可以找到距離太陽50光年以內的可能的宜居行星(在宜居帶內的類地行星),現在已知的有10顆。

null

  半徑80光年內,我們可以大致認為數量是4倍,40顆。加上還沒有發現的,應該在100顆以下。我們對這些行星所知很少,而一顆行星上要出現生命的條件十分苛刻,尤其是複雜生命。所以,它們中的大多數很可能都因為各種原因沒有生命。剩下的即使有生命,發展出智慧生命甚至文明的機率也極低。所以,我們現在大致還是安全的。

  從另一個方面來看,從地球發出的無線電波訊號並非對準太空中的目標,它們會被電離層反射,穿過大氣層後就所剩無幾了,然後在太空中衰減也十分迅速(強度與距離的平方成反比),再加上太空中塵埃和氣體的吸收,在傳出幾個光年之後,就很難從背景雜訊中有效分辨出來了。所以,就連我們的鄰居三體人也看不到我們的電視節目。

  要讓無線電訊號有效傳遞到銀河系中的其他行星,需要做到以下幾點:

  1. 對準目標發射訊號

  2. 有足夠大的功率

  3. 既然是有意發射訊號,還要考慮讓對方容易解碼。

  看到這裡,千萬不要覺得地球安全了。因為這樣的事一直有人在做。

  你也許知道監聽太空中的無線電訊號希望找到外星人的SETI(Search for Extra-Terrestrial Intelligence)。與之對應,主動SET(Active SETI)是聯繫外星人的另一種方法 —— 向選定的目標恒星發射無線電訊號,希望能收到外星人的回應。這種方法也叫METI(Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence,給外星人送雞毛信)。

  經過精心選擇功率,頻率等參數,用這種方式發出去的訊號能夠保證到達指定的目標恒星。

  最著名的一次發射是1974年的Arecibo消息。消息是天文學家弗蘭克 德雷克(記得計算銀河系內可能存在的文明總數的德雷克公式嗎)在卡爾薩根等人的協助下寫出來的。消息的目的地是距離我們25000光年球狀星團M13。而選擇這個星團的原因是它包含了大量的恒星。

null

  這次消息最為著名之處是它天才的編碼。

  消息包含1679個二進位。1679只有兩個質因子:73和23。所以外星人收到訊號以後,可以很容易想到,把訊號排成23 x 73的矩陣。這樣,它就會看到如下訊號(為了便於理解,下圖加上了顏色)。

null

  如果外星人排出了一個73 x 23的矩陣,它看到的是沒有意義的亂碼。這樣它就會想到換到正確的方式。

null

  下面是消息中包含的資訊。▼▼▼

  1. 數字從1 到10(白色)

null

  最下面一排是標誌位,表示最低位的位置,可以忽略。剩下的就是數字1到10的二進位編碼。

  2. 組成DNA的化學元素(紫色)

null

  同樣,最下面一排是標誌位。剩下的每一列分別表示氫,碳,氮,氧和磷的原子序數。

  3. 組成DNA的核甘酸分子式(綠色)

null

  14個綠色塊分別代表14個核苷酸的分子式。每一塊的編碼是這樣的:採用上面DNA元素組成部分(紫色)作為索引,第一列代表碳原子個數,第二列代表氮原子個數,一次類推。同樣,最下面一行是標誌位,可以忽略。比如, 第一塊是脫氧核糖。

  4. DNA雙螺旋結構(藍色和白色)

null

  藍色部分顯示了DNA的雙螺旋結構,而白色部分是一個以二進位表示的數字4,294,441,822,或43億。這是當時人們認為的人類DNA中堿基對的個數。現在,這個數字是32億。 5. 關於人類

null

  中間的紅色部分顯然是一個人的形象。左邊的白色部分是1110,即二進位的14。這表示人類的平均身高是本消息波長乘以14,即1.74米。右邊是當時的世界人口,43億。這一部分數字是水平排列的,最低位在左邊。

  6. 太陽系和地球(黃色)

null

  這一部分畫出了太陽和九大行星。圖形大小大致和天體大小相對應。地球位置突出,表示這是消息的來源。 7. 發射消息的射電望遠鏡

null

  最後是發射消息的射電望遠鏡側視圖。下面的白色部分是二進位的2430,它表明了天線的直徑:2430乘以本消息的波長,結果是306.18米。

  一個有外星文明收到這條資訊應該有足夠的智力和知識解碼。不過要是不看說明,我肯定解不出來。

  如果M13星團中真的有外星人收到了消息並發出回應,我們只能在50000年後才能收到了。我覺得德雷克和薩根都是深謀遠慮的科學家,我不知道他們選擇一個如此遙遠的目標是不是也考慮到了潛在的危險。外星人即使對地球不懷好意,恐怕也會在這個巨大的空間距離上打退堂鼓。反正,我們暫時不用為遙遠的未來擔心了。

  但是,從此以後,多條消息向著銀河系內的不同目標被發送出去。也許科學家們希望在有生之年得到外星人的回信,他們無一例外的選擇了近距離目標:距離太陽系17 - 69光年。其中,RuBisCo Stars消息將會在2021年抵達它的三個目標之一:一顆位於白羊座的紅矮星。這條消息同樣也是用Arecibo射電望遠鏡發送的。

  在這以後,直到本世紀末,另外20多條消息將會陸續抵達不同的恒星。如果這些恒星系中有一顆行星上有超過我們的文明,那麼我們就暴露了。而更多的消息,肯定會繼續從地球發送出去。

  其實,主動聯繫外星人的潛在危險並不只是小說中的異想天開。許多科學家,包括薩根,德雷克和霍金都對此表示出了憂慮。薩根認為,作為新來的孩子,面對陌生的宇宙,我們應該用很長的時間來傾聽和了解,而不是急於向宇宙大聲呼喊。

  但是,支援Active SETI的科學家仍然孜孜不倦的推進各項向太空發送消息的工程。這種現象也體現了SETI在多年監聽後一無所獲的焦慮。俄羅斯天文學家Alexander L. Zaitsev是其中一位主要支援者。他發明了METI這個詞,並認為METI是比Active SETI更為激進的方法。他在文章中稱,主動聯繫是文明進步的需求,孤立主義很可能是很多文明滅亡的原因。從地球文明的發展曆史來看,這種觀點有一定的道理。同樣,俄羅斯的METI團體也是最激進的,這裡面可能有前蘇聯時期思想的影響。他們認為宇宙中的高等文明無一例外都是樂於助人的,對外星文明的恐懼只是幼稚的科幻小說。

  但是,如果我們在宇宙中的地位是美洲土著,而我們聯繫到的是歐洲殖民者,那又另當別論了。

《更多精彩内容,按讚追蹤Gooread·精選!》
喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道~

    相關閱讀