天文知識(shí) || 天文史上的8月

原創(chuàng) 盧瑜 摘自《天文愛(ài)好者》

45年前 1977年8月15日,地外文明搜尋計(jì)劃(SETI)使用“大耳朵”射電望遠(yuǎn)鏡(The Big Ear)痊末,首次接收到了一個(gè)強(qiáng)烈的窄帶射電信號(hào)阳液。這就是著名的“Wow踢匣!Signal”。

圖:帶有伊曼手寫Wow字樣的射電信號(hào)記錄紙

在茫茫宇宙中蛛倦,我們是唯一的智慧生命嗎桶至?這是地球上的人類常常在思索的問(wèn)題昼伴。

通過(guò)天文學(xué)家們的觀測(cè)和計(jì)算,我們已經(jīng)能夠了解到镣屹,我們所處的這個(gè)宇宙圃郊,有著令人難以想象的巨大尺度。僅僅是在銀河系內(nèi)女蜈,就包含了數(shù)以千億計(jì)的恒星描沟,其中的很多恒星周圍都有行星的存在,并圍繞著它們運(yùn)行鞭光。根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果,我們的可觀測(cè)宇宙中應(yīng)該有著1000億至2000億個(gè)不同大小的星系泞遗。隨著詹姆斯?韋布望遠(yuǎn)鏡的正式投入使用惰许,科學(xué)家們認(rèn)為,還可能搜尋到更多的星系史辙。

圖:哈勃望遠(yuǎn)鏡所拍攝的深場(chǎng)照片汹买,其中包含了數(shù)以千計(jì)的各類星系。

如此海量的星系聊倔,以及在星系中包含著如此多的恒星和行星晦毙,如果智慧生命形成的條件與地球類似的話,即便是概率再低耙蔑,但是考慮到宇宙間如此大的天體基數(shù)见妒,那么在地球以外的其他行星上,演化出智慧生命的可能性也將會(huì)大大地增加甸陌。有多少外星生命有可能被我們探測(cè)到须揣?1961年,在美國(guó)西弗吉尼亞州舉行的第一次SETI會(huì)議上钱豁,弗蘭克?德雷克(Frank Drake)提出了著名的“德雷克方程”(Drake equation)耻卡。在這個(gè)方程式中,N表示估計(jì)的銀河系內(nèi)可能存在活躍的牲尺、能被探測(cè)的地外文明數(shù)量卵酪,方程的右邊則是相應(yīng)不同級(jí)別的概率。方程式本身并不是用來(lái)精確計(jì)算地外文明的數(shù)量,但是科學(xué)家們認(rèn)為溃卡,它能夠體現(xiàn)出的一點(diǎn)是:能夠被探測(cè)到的地外文明溢豆,其總量可能會(huì)是非常巨大的。

德雷克方程

SETI是“Search for Extraterrestrial Intelligence”的縮寫塑煎,意即“搜尋地外文明計(jì)劃”沫换,這是一項(xiàng)搜尋地外文明信號(hào)的科學(xué)計(jì)劃。最早人們發(fā)現(xiàn)可以利用無(wú)線電信號(hào)來(lái)通信后最铁,在二十世紀(jì)初讯赏,就有一些科學(xué)家,如馬可尼冷尉、開(kāi)爾文等人漱挎,聲稱接收到了來(lái)自火星的無(wú)線電信號(hào)。他們認(rèn)為這可能是火星人傳輸過(guò)來(lái)的信息——當(dāng)然雀哨,現(xiàn)在我們能夠確定磕谅,火星上應(yīng)該是沒(méi)有火星人存在。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步雾棺,在1959年膊夹,《自然》雜志上刊登了康奈爾大學(xué)莫里索(Morriso)和科科尼(Cocconi)的一篇論文,名為《尋找星際通訊》捌浩。文中認(rèn)為我們的射電望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)非常靈敏放刨,能夠探測(cè)到來(lái)自其他文明向太空發(fā)射的射電信號(hào),并且提出這種信號(hào)可能在21cm(1420.4 MHz)的波長(zhǎng)上傳輸尸饺。因?yàn)檫@是中性氫(宇宙中最常見(jiàn)的元素)的譜線进统。他們推斷,如果宇宙中還存在著其他智慧生物浪听,那么采用這個(gè)波長(zhǎng)的射電信號(hào)螟碎,將會(huì)是最為合理的。所以迹栓,從1960年4月開(kāi)始掉分,德雷克便利用位于美國(guó)西弗吉尼亞州“綠岸”國(guó)家射電天文臺(tái)(NARO)的直徑26米射電望遠(yuǎn)鏡,在21cm的波長(zhǎng)上克伊,對(duì)天空進(jìn)行緩慢而持續(xù)的掃描叉抡,試圖能夠找到可疑的地外信號(hào)。當(dāng)然答毫,一直到1961年SETI第一次會(huì)議開(kāi)始時(shí)褥民,他們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么可疑的信息。

有更多的科學(xué)家對(duì)此表示出了強(qiáng)烈的好奇洗搂,越來(lái)越多的射電望遠(yuǎn)鏡也投入到了此類信號(hào)的探測(cè)之中消返。1973年载弄,美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)射電天文臺(tái)的射電望遠(yuǎn)鏡在完成了自身的巡天任務(wù)后卸亮,投入到了SETI項(xiàng)目的觀測(cè)之中琢感。望遠(yuǎn)鏡的綽號(hào)是“大耳朵”,其主反射器是103米長(zhǎng)奕锌、33米寬的平面天線陣列倡勇;與我們現(xiàn)在更為熟悉的射電天線形象對(duì)比逞刷,它大概能夠等效直徑為53米的圓形鍋狀天線。在1977年8月15日深夜妻熊,這架望遠(yuǎn)鏡接收到了一組強(qiáng)烈的窄帶射電信號(hào)夸浅。幾天后,天文學(xué)家伊曼(Jerry R. Ehman)在查看數(shù)據(jù)記錄時(shí)扔役,發(fā)現(xiàn)了這個(gè)異常情況帆喇,隨手在打印出來(lái)的記錄紙上用筆圈出了這個(gè)讀數(shù)“6EQUJ5”,并在旁邊標(biāo)注了“Wow”的評(píng)論亿胸,以表示他的訝異坯钦。自此,這一事件便被稱為“Wow侈玄!Signal”婉刀,被廣泛地流傳開(kāi)來(lái)。

圖:大耳朵射電望遠(yuǎn)鏡

實(shí)際上序仙,這次接收到的所謂“Wow突颊!”射電信號(hào),是直接來(lái)自人馬座方向诱桂,信號(hào)序列持續(xù)了整整72秒。由于大耳朵望遠(yuǎn)鏡兩個(gè)信號(hào)接收器的指向略有不同呈昔,并且只能調(diào)節(jié)高度挥等,并不能偏轉(zhuǎn)方向,所以望遠(yuǎn)鏡只能隨著地球自轉(zhuǎn)堤尾,對(duì)天空某個(gè)特定點(diǎn)的持續(xù)觀測(cè)時(shí)間只有72秒肝劲。所以,對(duì)于一段來(lái)自地球之外的射電信號(hào)郭宝,將只能夠記錄72秒辞槐,并且信號(hào)變化趨勢(shì)是逐漸增強(qiáng)、到36秒時(shí)信號(hào)最強(qiáng)粘室,此時(shí)信號(hào)正好抵達(dá)“大耳朵”望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)窗口的中央位置榄檬,然后強(qiáng)度又逐漸回落。讓伊曼感到訝異的是衔统,這段“6EQUJ5”信號(hào)鹿榜,完全滿足了這些條件海雪,說(shuō)明其指向性很強(qiáng);考慮到信號(hào)的帶寬小于10KHz舱殿,一般接收到來(lái)自其他天體的電磁波也不會(huì)局限在如此小的波段范圍奥裸;而這個(gè)頻段在地球上是受保護(hù)的,也不太可能來(lái)自地球上其他設(shè)備的信號(hào)干擾沪袭。因此湾宙,有理由懷疑,這個(gè)信號(hào)與地外文明相關(guān)冈绊。

圖:Wow侠鳄!信號(hào)的強(qiáng)度-時(shí)間變化曲線。
圖:Wow焚碌!信號(hào)的位置畦攘,來(lái)自人馬座附近。

伊曼在發(fā)現(xiàn)了這個(gè)信號(hào)之后十电,后續(xù)每個(gè)月都會(huì)再次嘗試接收這個(gè)信號(hào)知押,但是都未能成功。有很多其他科學(xué)家對(duì)此也表示出了濃厚的興趣鹃骂。在1987至1989年間台盯,哈佛大學(xué)的橡樹(shù)嶺天文臺(tái)對(duì)此進(jìn)行了持續(xù)觀測(cè);1995至1996年間畏线,更大的甚大望遠(yuǎn)鏡陣(VLA)也投入到了觀測(cè)之中静盅;在1999年,塔斯馬尼亞大學(xué)的一架性能更好的26米射電望遠(yuǎn)鏡寝殴,也對(duì)這個(gè)信號(hào)的位置進(jìn)行了多次觀測(cè)蒿叠。不過(guò)后來(lái)的這些觀測(cè)都沒(méi)有接收到任何信息。對(duì)于“Wow蚣常!”信號(hào)的來(lái)源也一直存在很多假設(shè)市咽,不過(guò),由于缺乏更多的資料抵蚊,最終的認(rèn)定也很困難施绎,大家眾說(shuō)紛紜。有意思的是贞绳,這架“大耳朵”望遠(yuǎn)鏡因此變得非常有名谷醉,帶動(dòng)著“6EQUJ5”這段字符也意外走紅,變得廣為人知冈闭。

不過(guò)俱尼,對(duì)于SETI的相關(guān)觀測(cè)來(lái)說(shuō),一切都在不斷向前推進(jìn)萎攒。從射電信號(hào)的來(lái)源分析号显,天文學(xué)家們已經(jīng)從21cm臭猜、1.42GHz的中性氫射電信號(hào),擴(kuò)展到了氫氧基(OH)的發(fā)射頻率1.64GHz之間押蚤。這是一段容易穿透行星大氣的射電頻譜窗口蔑歌,也被稱為“水洞”(The water hole),這個(gè)波段是SETI的最佳選擇揽碘。目前次屠,很多大型的射電望遠(yuǎn)鏡都在SETI的觀測(cè)上發(fā)力,位于我國(guó)貴州的世界最大口徑射電望遠(yuǎn)鏡FAST雳刺,就安裝了高分辨率的SETI后端劫灶,在對(duì)獲取的信號(hào)進(jìn)行處理之后,篩選出了多組窄帶候選信號(hào)掖桦,科學(xué)家們對(duì)此正在進(jìn)行分析和后隨的認(rèn)證觀測(cè)本昏。在FAST主頁(yè)上,就介紹了SETI的科學(xué)任務(wù)枪汪,并強(qiáng)調(diào)涌穆,尋找地外文明的學(xué)科風(fēng)險(xiǎn)是不言而喻的,但它一旦成功雀久,將使人類所有的科學(xué)成就黯然失色宿稀。所以科學(xué)界的探索、發(fā)達(dá)國(guó)家政府與民間對(duì)SETI的投入也從未停止過(guò)赖捌。希望在不久的將來(lái)祝沸,在探索地外文明方面,人類能夠有更多越庇、更重要的發(fā)現(xiàn)罩锐。

200年前

1822年8月25日,著名天文學(xué)家威廉?赫歇爾(Frederick William Herschel卤唉,1738.11.15-1822.08.25)逝世涩惑。他潛心于天文觀測(cè),是恒星天文學(xué)的創(chuàng)始人搬味,并用自制的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了天王星和它的兩顆衛(wèi)星境氢;

145年前

1877年8月12日蟀拷,美國(guó)天文學(xué)家阿薩夫?霍爾(Asaph Hall)發(fā)現(xiàn)了火星的衛(wèi)星火衛(wèi)二(Deimos)碰纬;

145年前

1877年8月18日,美國(guó)天文學(xué)家阿薩夫?霍爾(Asaph Hall)發(fā)現(xiàn)了火星的衛(wèi)星火衛(wèi)一(Phobos)问芬;

135年前

1887年8月12日悦析,著名的奧地利物理學(xué)家薛定諤(Erwin Schr?dinger,1887.8.12-1961.1.4)誕生此衅;

130年前

1892年8月15日强戴,著名法國(guó)物理學(xué)家德布羅意(Louis Victor de Broglie亭螟,1892.08.15-1987.03.19)誕生。他是量子力學(xué)的奠基人之一骑歹,并獲得了1929年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)预烙;

45年前

1977年8月20日,美國(guó)成功發(fā)射了旅行者二號(hào)(Voyager 2)探測(cè)器道媚。它先后掠過(guò)了木星扁掸、土星、天王星和海王星最域,并在2018年進(jìn)入了星際空間谴分;

10年前

2012年8月5日,好奇號(hào)火星車在火星表面成功降落镀脂,降落地點(diǎn)位于蓋爾隕擊坑(Gale Crater)旁邊的埃俄利斯沼(Aeolis palus)牺蹄。好奇號(hào)的任務(wù)是,通過(guò)對(duì)火星表面的土壤和巖石樣本進(jìn)行研究薄翅,以此來(lái)對(duì)火星表面的環(huán)境進(jìn)行判斷沙兰,看是否適宜支持各類微生物等小型生命形式的生存;

10年前

2012年8月25日匿刮,著名航天員尼爾?阿姆斯特朗(Neil Alden Armstrong僧凰,1930.08.05-2012.08.25)逝世。他是第一個(gè)成功登上月球的航天員熟丸;

10年前

2012年8月25日训措,旅行者1號(hào)探測(cè)器(Voyager 1)離開(kāi)了日球?qū)樱蔀榱说谝粋€(gè)進(jìn)入星際空間的人造探測(cè)器光羞。這也是目前距離我們最遠(yuǎn)的人造飛行器绩鸣。

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