宇宙學(xué)·其他天體 | 脈沖星：宇宙中最準(zhǔn)的鐘表
徐來
2017-10-05
世界好大，奇妙的事情每天都有猴鲫，我們一起去發(fā)現(xiàn)吧瘟斜！
宇宙學(xué)·其他天體 | 脈沖星：宇宙中最準(zhǔn)的鐘表
| 暖爸型轉(zhuǎn)述師 | ：金北平
徐來
時鐘和手表這樣的東西翁垂，你家里應(yīng)該有不少吧莽使。有電子鐘、石英鐘膘螟、機(jī)械鐘成福，有手表、運(yùn)動表荆残，另外奴艾，手機(jī)、電腦這樣的設(shè)備也能看時間……咱們現(xiàn)在看時間的方法不少内斯，我以前也和你講過古人計(jì)算時間的方法蕴潦，日晷、漏壺俘闯、沙漏之類的潭苞，相比之下，我們現(xiàn)在的計(jì)時方法真朗，那可真是好多了此疹。
不同的鐘表，計(jì)算時間的準(zhǔn)確性不一樣遮婶，比如我平時都會戴手表蝗碎，這個手表走一段時間，就會慢上一點(diǎn)兒旗扑。如果換成石英表或者電子表蹦骑，那就要精準(zhǔn)多了，誤差非常小臀防，哪怕是運(yùn)行好久眠菇，也不會慢太多。如果是手機(jī)袱衷，那就更準(zhǔn)了琼锋，因?yàn)槭謾C(jī)一直在接收網(wǎng)絡(luò)信號，網(wǎng)絡(luò)信號會幫助手機(jī)自動校準(zhǔn)時間祟昭。
網(wǎng)絡(luò)上的時間，來自一個叫授時中心的地方怖侦，把準(zhǔn)確的時間授予所有人篡悟。這個機(jī)構(gòu)會利用一種叫做原子鐘的工具不停地去校準(zhǔn)時間谜叹。 原子鐘，是地球上的計(jì)時工具當(dāng)中最準(zhǔn)確的了搬葬。
但它不是宇宙中最準(zhǔn)確的荷腊。在漆黑一片的宇宙當(dāng)中，有一樣?xùn)|西比它更準(zhǔn)急凰，那就是脈沖星女仰。
肉眼看不見的脈沖
說到脈沖星（ Pulsar ），這事兒也是有點(diǎn)兒年頭了抡锈。天文學(xué)家很早就開始用望遠(yuǎn)鏡觀察天空疾忍。望遠(yuǎn)鏡是人類眼睛的延伸，后來床三，人們發(fā)明了無線電一罩，開始架設(shè)電線，通過電波來進(jìn)行信息傳遞撇簿。架設(shè)起電線來之后聂渊，就有人發(fā)現(xiàn)了，通過這個方法可以接收到來自特定發(fā)送者送來的特定信息四瘫，但是除了這些信息之外汉嗽，還有很多的電波信號，它們本來就存在于自然界當(dāng)中找蜜。
你可以想一想饼暑，現(xiàn)在，就是現(xiàn)在锹杈，在你的身前身后身左身右撵孤，到處都是無線電波。它們看不見竭望，也摸不著邪码，但是確實(shí)存在著。通過天線咬清，我們可以捕捉到它們闭专。
這一下就啟發(fā)了很多人，有些天文學(xué)家旧烧，就把天線對準(zhǔn)了頭頂?shù)挠钪嬗岸ぃ邮找幌略囋嚳矗钪娈?dāng)中到底有些什么樣的電波掘剪。這樣一來平委，天文學(xué)家們就發(fā)明了一種望遠(yuǎn)鏡，叫射電望遠(yuǎn)鏡夺谁。它不是用來直接看宇宙的廉赔，而是用來接收宇宙當(dāng)中的電信號肉微。而研究這些電信號的學(xué)問，就叫做射電天文學(xué)蜡塌。
蟹狀星云脈沖星的X射線/可見光波段合成圖像碉纳。圖片來源：wiki
脈沖星有個外星人的名字
1967年，射電天文學(xué)誕生沒多久的時候馏艾，在英國的劍橋大學(xué)劳曹，有一位年輕的女研究生叫伯奈爾，她當(dāng)時就跟著一位著名的天文學(xué)家安東尼·休伊什學(xué)習(xí)射電天文學(xué)琅摩。有一天铁孵，她在整理一架射電天文望遠(yuǎn)鏡所接收到的信號的時候，注意到一個奇怪的現(xiàn)象迫吐， 望遠(yuǎn)鏡接收到了一組非常規(guī)律的脈沖信號 库菲。這組脈沖信號的規(guī)律非常清晰，每隔1.337秒志膀，它就重現(xiàn)一次熙宇，每次持續(xù)的時間是0.04秒，一點(diǎn)不多溉浙，一點(diǎn)不少烫止。這就好像有人掐著時間，故意向地球發(fā)送這個信號一樣戳稽。
伯奈爾趕緊把這個報(bào)告給了自己的老師馆蠕。休伊什一看，這個信號惊奇，真的是精確得讓人覺得太過刻意了互躬。這師徒倆一合計(jì)，就管它叫小綠人吧颂郎。然后就管它叫小綠人1號了吼渡，縮寫就是LGM-1。
LGM乓序，就是英語里面小綠人這三個單詞的第一個字母（ Little Green Men ）寺酪。你可能會問，為啥叫小綠人疤媾寄雀？小綠人是當(dāng)時西方國家流行文化當(dāng)中的一個常見形象。其實(shí)就是外星人的形象陨献，把外星人畫成是綠色的盒犹，頭看起來很大，有些還長著尖尖的耳朵。當(dāng)時大家描繪的外星人阿趁，差不多都是這樣的形象膜蛔。
這個形象影響很大，后來的電影電視劇作品中描繪外星人脖阵，多多少少都帶一點(diǎn)小綠人的影子。在你爸爸媽媽小的時候墅茉，最流行的漫畫叫《七龍珠》命黔，在《七龍珠》里，有一個很有名的外星人角色就斤，渾身上下也都是綠色的悍募。
《七龍珠》里的小綠人（左）定血。圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
就這樣蜻拨，那個信號的來源干奢，就被叫做小綠人了焙畔。當(dāng)然正什，休伊什和伯奈爾并不是真的認(rèn)為那個信號是外星人在跟人類打招呼委煤，他們只是這樣開個玩笑珠洗。接下來坡倔，他們就開始持續(xù)追蹤觀測這樣的信號衔肢，并且開始研究庄岖。
第二年，他們正式發(fā)表了研究論文角骤，確認(rèn)了自己的發(fā)現(xiàn)隅忿，并且給它起了正式的名字 CP1919。
為什么脈沖星會釋放脈沖
那么問題來了邦尊，CP1919為什么會這么準(zhǔn)確地向地球發(fā)送信號呢背桐？
我之前跟你說過，地球是一塊大磁鐵蝉揍。其實(shí)不光地球是链峭，恒星也都是大磁鐵——真的是比地球要大得多的磁鐵。有些恒星的殘留物疑苫，磁場還特別強(qiáng)熏版，會在兩極放出很強(qiáng)的電波。而當(dāng)這樣的恒星快速旋轉(zhuǎn)的時候捍掺，電波就會隨之旋轉(zhuǎn)撼短，劃過太空。
這些電波在宇宙當(dāng)中飛啊飛挺勿，其中一些就從地球表面掃過去了曲横。因?yàn)榻嵌鹊膯栴}，所以地球上接受到的這些電波會是一陣一陣的，當(dāng)一陣電波掃到地球的瞬間禾嫉，地球上的電波探測器灾杰，就會接收到一個很強(qiáng)的信號。然后這一波就過去了熙参，等下下一波來的時候艳吠，這個強(qiáng)信號又出現(xiàn)了。這種有規(guī)律地時斷時續(xù)的信號孽椰，叫做脈沖昭娩；而能發(fā)出很強(qiáng)脈沖的恒星，自然也就被叫做脈沖星了黍匾。CP1919是人類發(fā)現(xiàn)的第一顆脈沖星栏渺，后來，科學(xué)家們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多脈沖星锐涯。
因?yàn)槊}沖星的自轉(zhuǎn)非常穩(wěn)定磕诊，所以，它造成的脈沖也非常穩(wěn)定——它甚至比地球上最穩(wěn)定的校準(zhǔn)時間工具原子鐘還要穩(wěn)定纹腌，所以霎终，在有些時候，科學(xué)家們也會利用一些特定的脈沖星來校準(zhǔn)我們的時間壶笼。
最后神僵，要請你看一下這張圖（下圖）。? ?
現(xiàn)在你大概對這張圖片沒有什么概念覆劈，但是稍微長大一點(diǎn)保礼，你會發(fā)現(xiàn)，在很多地方都能看到這張圖责语。它是非常重要的一個流行文化符號炮障。
之所以會成為流行文化符號，是因?yàn)楫?dāng)年坤候，有一支很有名的樂隊(duì)胁赢，發(fā)行了一張非常有名的唱片，唱片的封面白筹，就是這張圖智末。所以，大家都很熟悉它徒河。
但是大多數(shù)人都不知道的是系馆，這張圖其實(shí)來源于一篇論文。那實(shí)際上是射電天文學(xué)家克拉夫特博士論文里的一張圖片顽照。
這張圖片后來被選入了《劍橋百科全書》由蘑，因此被唱片封面設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)闽寡，并最終成了流行文化符號。
博物學(xué)家養(yǎng)成記
那么這個圖片和咱們今天說的故事有什么關(guān)系呢尼酿？原來爷狈， 它就是經(jīng)過美化處理的，CP1919的脈沖信號 裳擎。再看一眼這張圖片吧涎永，牢牢地記住它。等到再一次看到它的時候句惯，希望你能記起這個故事土辩，并且把它介紹給你的朋友們。
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今天我們學(xué)習(xí)了4個知識點(diǎn)：
脈沖星是一種特殊的恒星各墨。它們能持續(xù)地向宇宙空間釋放電波指孤。因?yàn)榻嵌鹊膯栴}，這些電波抵達(dá)地球的時候贬堵，會造成一陣一陣的脈沖恃轩。所以，天文學(xué)家管它叫脈沖星黎做；
無線電被發(fā)明之后叉跛，人們發(fā)現(xiàn)宇宙，以及自己生活的環(huán)境中充滿了各種各樣的無線電信號蒸殿，所以天文學(xué)家們架設(shè)了射電望遠(yuǎn)鏡筷厘，發(fā)展出了射電天文學(xué)；
最早發(fā)現(xiàn)脈沖星的是兩位英國天文學(xué)家宏所。他們一開始稱呼這個發(fā)現(xiàn)為“小綠人1號”酥艳，小綠人是當(dāng)時流行文化當(dāng)中的外星人形象。起這個名字是因?yàn)榕乐瑁麄冇X得脈沖星帶來的信號太有規(guī)律了充石，很像是外星人故意為之；
最早被發(fā)現(xiàn)的脈沖星被稱為CP1919霞玄。它的脈沖信號圖經(jīng)過處理之后骤铃，成了一張著名唱片的封面。這幅圖后來也成了流行文化最重要的符號之一坷剧。
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徐來
今天，是博物學(xué)陪伴你的第 177 天听隐，恭喜你补鼻，又收集了一個新知識！下一期我們繼續(xù)研究。
