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科学家接收到神秘“外星人”脉冲信号

 秋风_1233 2014-05-19
 
在智利的阿塔卡玛沙漠,一个被称为“世界上最大的天空之眼”即将会在几年后出现。这个“眼睛”是欧洲南方天文台计划建造的光学望远镜。这个预计将成为世界上最大的光学天文望远镜的主镜片设计直径达42米,相当于一座足球场长度的一半,名为E-ELT。
“天文学本身就是一个观测的科学,自伽利略发明了望远镜之后极大地推动了天文学的发展。望远镜口径越大,观测的视场就越大,这将推动学科的发展。”中国科学院紫金山天文台研究员赵海斌这样告诉《科学新闻》。
据介绍,除了开展一系列观测工作外,E-ELT项目还有一个特殊的任务,就是探测地球以外文明。
一提到地外文明,许多人都会立即想到外星人,并在很大程度上都会将其归为科幻电影或是小说里的主人公。事实上,科学家们在科学研究中一直试图找到这些活在科幻世界中的真身。
不断找寻
科学家们对于地外文明的探索,最早可以上溯至上个世纪60年代。1959年,美国康奈尔大学的两位物理学家菲利普·莫里森(Philip Morrison)和朱塞佩·科尼(Giuseppi Cocconi)在《自然》杂志上发表了一篇文章,指出了用微波进行星际通讯的潜在可能性,这开启了人类用射电望远镜探测地外文明的序曲。次年,射电天文学家弗兰克·德里克(Frank Drake)也得出相同的结论,并于当年春季第一次进行了对太阳系内微波的搜索,进而开始著名的奥兹玛计划(Project Ozma)。
赵海斌还告诉《科学新闻》,地外文明的探测分为两个方面:一是直接通过信号进行找寻;另外是寻找类地(球)行星。
通过望远镜探索系外行星,获得信号并进行分析,或者将电波发送至宇宙等待其他智慧生命的回复,是目前人类探测地外文明的方法。“对地外文明的寻找目前唯一的方法是用射电望远镜进行无线电信号的监测与发射。”中国科学院国家天文台研究员王俊杰告诉《科学新闻》。所以,人类对地外文明的探测与望远镜,尤其是射电望远镜的发展是同步的。
据了解,目前对地外文明进行探测的望远镜有大有小,有些甚至是专门为搜索地外文明而安装的,如位于美国加利福尼亚州的艾伦望远镜。
“基本上所有大望远镜项目都用于地外文明的探测。”中国科学院紫金山天文台杨戟告诉《科学新闻》。而这其中不乏一些私人资助项目。
提起找寻地外文明项目,SETI是最著名的一个。SETI是所有旨在对地外文明进行搜索计划的统称。任何人只需要下载一个免费程序,就可以加入到搜寻地外文明的工作中,这是SETI项目最广为人知的原因之一。SETI项目利用这些加入到项目中的电脑进行数据分析。据了解,该项目中技术上共有5.2万参与者,这些人大多不是科学家,而是愿意提供自己电脑空余资源的志愿者。目前,这种让更多人参与到数据处理中的想法也已经在其他科学领域得到推广,如在生物学中,蛋白质折叠就是利用网络游戏玩家们完成的。
据了解,虽然SETI并未发现地外文明,但是却找到了1000颗类太阳恒星。中国科学院高能物理所的Jarah Evslin表示,对于是否能够寻找到地外文明,他不抱乐观态度。但是在他看来,这个项目并不昂贵,且当射电望远镜进行外星人搜索时候,很大程度上会有意外的发现。
“我们生活在这个星球上,那么也会有外星人生活在其他行星上,这看起来是合理的。因此,这些可能是搜索信号的好地方。此外,通过了解不同行星的条件,将让我们了解以什么样的生命方式存在是最合理的。” Jarah Evslin说。
大望远镜
“世界上最大的天空之眼”未来将用于发现行星并确定其一些属性,同时还将进行包括跟踪其他恒星周围的类地球行星,执行在附近星系的“恒星考古学”,以及通过测量恒星和星系的第一属性来探测暗物质和暗能量的性质等工作。
“提高望远镜分辨率有可能直接观测到一些类地行星。”王俊杰介绍说。他表示,目前除了增加镜片的口径外,还可以借助两个手段提高分辨率和成像质量。一个是借助主动光学系统,根据温度变化及重力形变对镜面进行实时调节;一个是通过自适应光学方法去除大气抖动对星像的影响,从而提高实际望远镜分辨率。
在王俊杰看来,这个光学望远镜将会对宇宙起源、星系起源和恒星起源的研究起到一定的推动作用。因为“口径大的光学望远镜可以探测到较微弱的信号,如对系外行星进行直接观测则有望取得新的科研突破”。
之所以科学家对这个“天空之眼”寄予厚望,原因在于其具有近40米直径的光学镜片。该镜片具有高灵敏度,更易感知微弱的信号。
“镜片的磨制非常困难,光学镜片越大磨制越困难。”王俊杰介绍说。因为不能一味地依赖增大镜片直径来获取高分辨率,故还应考虑其他办法。
赵海斌告诉《科学新闻》,还可以通过其他一些途径增加望远镜的分辨率。一是在选址上,同样一个望远镜在不同的地方其所能发挥的效力也不一样;二是通过提高光谱仪的精度等技术手段。此外,地面望远镜总是需要透过大气层才能观测,所以将望远镜送到太空也是提高观测能力的办法之一。
未来望远镜
就在外界纷纷为这个“世界上最大的天空之眼”所叹服的时候,E-ELT却因经费问题不得不将其镜片直径降至36米。不过即便如此这个数量级依然在世界上位于前列。
加利福尼亚州的艾伦望远镜阵列是由加利福尼亚州大学伯克利分校及加利福尼亚州政府运行的。早在今年4月份,由于加利福尼亚州花光了经费,停止支付艾伦望远镜阵列,所以艾伦望远镜阵列曾于4月关闭。后来SETI研究所获得了私人捐款,才使得该项目得以维系。
如果仅从以上消息来看,经费似乎会成为大望远镜和探寻地外文明的一个阻碍,但事实上并非如此。“在美国,这样的大科学工程是具有一定的竞争力的。因此即便是在财政经费困难的情况下,政府考虑削减太空望远镜项目经费的提议还是遭到议会的强烈反对。”杨戟这样告诉《科学新闻》。据他介绍,下一代大望远镜的“航母”项目都即将纷纷启程。包括美国的太空望远镜项目,欧洲南方天文台的E-ELT项目和ALAM阵列望远镜项目。其中ALAM项目已经于今年10月开始运转,成为下一代大望远镜项目中第一个投入使用的。
据了解,由于建造一架大型望远镜所需经费较多,所以目前在中国已建成的大望远镜项目并不多,更没有适合探测地外文明的望远镜设备。当前中国最大的光学望远镜是位于河北省兴隆的LAMOST。贵阳平塘县的“大窝凼”喀斯特洼地,正在建设500米口径的球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope),简称FAST。预计该望远镜投入使用后,有一部分功能也将用于地外文明的探测。
杨戟同时向《科学新闻》透露,目前中国科学家们除了参与到这些国外的大项目中外,也积极努力地开展自己的项目研究。他和其他合作伙伴就正在申请一个名为“KDUST”的大望远镜项目。该项目计划在南极建立大型望远镜。
2011年11月初,进行第28次南极科考的“雪龙”号科考船离开了天津。这次船上还有一个特殊的“成员”——一个50厘米口径的光学望远镜。为了确保这个“成员”顺利抵达,有四名天文工作者专程护送。中国科学院紫金山天文台南极天文研究中心主任王力帆介绍说,该望远镜的主要任务是寻找超新星和太阳系外行星。预计在2012年年初,该望远镜将安装完毕。
据介绍,之所以要不远千里去南极安装望远镜,是因为其独特的地理优势。该区域大气稳定、气温较低、海拔高且干燥。同时,存在的极昼现象使得望远镜可以在一些季节进行连续观测,因此可以实现对暗能量的研究。
“从视场、分辨率、连续性上来说,南极的观测环境非常接近太空。但是在经费投入上,在南极开展望远镜项目仅需要太空项目的1/10。”王力帆这样表示。
事实上,上述50公分的光学望远镜仅仅是我国南极项目的一个开端。据了解,目前中国科学院联合高校正在开展一项名为2.5米宇宙学巡天望远镜 (KDUST)的项目。该项目预期经费约2亿~3亿人民币。
清华大学天体物理中心主任陶嘉琳告诉《科学新闻》,南极天文研究的意义重大,因为南极是地面上最佳的天文台选址。被归结为“2暗1黑3起源”的物理学领域的重大问题,即“暗能量”“暗物质”,“黑洞”,“宇宙起源”“天体起源”和“生命起源”,都可以在南极开展相关研究工作。■
《科学新闻》 (科学新闻2011年第12期 学界)

科学家接收到神秘“外星人”脉冲信号
腾讯科学2014年05月19日
[摘要]科学家接收到神秘脉冲信号,有人认为这或许是外星人在试图和我们通讯。
科学家接收到神秘“外星人”脉冲信号
Parkes射电望远镜和波多黎哥射电望远镜都探测到神秘信号
科学家接收到神秘“外星人”脉冲信号
神秘信号在2007年被探测到,今年4月又出现了
         腾讯科学讯(罗辑/编译)据国外媒体报道,1967年英国天文学家乔斯林贝尔发现太阳系外出现了一组连续的脉冲信号,这些发现令她非常惊讶,她当时建议这可能是外星智慧生物的信号,但后来科学家证实这是一种高速旋转的脉冲星,可发射出非常规律的周期性信号。然而在2007年,科学家又发现了一组神秘的周期信号,科学家将这组信号命名为快速射电脉冲,今年4月,又探测到类似的神秘信号,对此有分析指出这可能是中子星碰撞,或者是外星智慧生物的信号。
       快速射电脉冲再次让科学家摸不着头脑,或许我们一直认为这是一种新的天体行为所发出的信号可能就来自外星智慧文明,图中显示了2007年天文学家邓肯和他的研究小组接收到的神秘信号源,信号来源可能是中子星碰撞或者是外星智慧文明,信号距离分析结果认为这组分散的信号源距离我们数十亿光年,如此特别的信号使得科学家也不清楚其背后存在何种情况,信号持续了大约5毫秒,但有科学家指出这可能是射电望远镜故障。
       对此,波多黎哥天文台的科学家也确认了该信号,认为信号来自银河系之外是真实的,到目前为止,科学家提出几种可能的信号源,比如白矮星合并,快速旋转的白矮星合并时可以释放出强烈的快速脉冲;中子星合并也可能是该信号释放源,中子星碰撞时可释放出强辐射脉冲,并引发高能伽玛射线,这也可能是快速射电脉冲的释放源;此外中子星被黑洞吸积时也会释放强烈的电磁波信号。
       除了位于澳大利亚东部的Parkes射电望远镜探测到该信号外,波多黎哥的射电望远镜也发现了类似的信号,这些情况都指向这是一个不寻常的天文现场,或者其表明这是一个巨大的外星通讯网络,宇宙中其实充满了智慧生物,目前中子星的合并可能是一个最为接近的解释,可在短短两毫秒内释放强脉冲并形成比地球磁场强万亿倍的磁场。不过,外星文明解释也有可能,到目前为止快速射电脉冲的来源仍然是个迷。
█ 事实+
1977年发现的外星人“WOW"信号

科学家接收到神秘“外星人”脉冲信号
通常来说,自然现象产生的射电信号会在所有频道上产生噪声。但是,这个信号只出现在其中一个频道里,其他频道里没有听到任何噪声。
      1977年8月16日Jerry R. Ehman在检测到的一个明显的窄频无线电讯号,当时他使用的是《搜寻地外文明计划》在俄亥俄州立大学的巨耳无线电望远镜。这个信号的特征显示并非是来自类地行星和太阳系内的信号,并且大耳朵完整且持续观测了72秒钟,但是之后再也没有收到这种讯号。惊讶于这个讯号与星际讯号天线选单中使用的是如此吻合,Ehman在电脑打印机的报表上圈出了这个讯号,并在旁边写上了“Wow!”,而这个注记就成为这个讯号的名称。
      尽管过去了35年,但这个信号到底是什么,仍然无法确定。不过,这个信号本身确有独特之处。那么,“Wow!”信号到底是不是外星人发来的呢?这个说法现在既无法证实,也无法否定。因为这个信号只被接收到这么一次,后来再也没有重复出现过,也没有接收到类似的其他信号。
(腾讯科学综合wikipedia报道)
欧空局2015年向银河系中“外星人”发送信号
天文航 天腾讯科学 2014-05-12
[摘要]欧洲空间局的科学家计划向银河系的边缘发送信号,科学家预计该信号2万年后抵达银河系边缘。
欧空局2015年向银河系中“外星人”发送信号

欧洲空间局的塞夫雷罗斯深空观测站,文明信号将从这里发送
        腾讯科学讯(罗辑/编译)据国外媒体报道,自射电望远镜发明以来,科学家就试图利用其寻找宇宙中的其它文明,射电望远镜具有“监听”宇宙的功能,可发现遥远宇宙飞船的通讯信号。搜寻地外智慧生命计划中,科学家使用阿雷西博射电望远镜向遥远的M13球状星团发射的地球文明的信号,这里拥有大量的恒星世界,可能存在文明程度较高的智慧生物。现在,来自欧洲空间局的科学家也计划向银河系的边缘发送信号,内容包括向公众征集的信息,其也被用作庆祝“罗塞塔”飞船苏醒的一部分。
         在去年12月,欧洲空间局的科学家就开始准备唤醒“罗塞塔”飞船,这是一艘飞往67/P楚留莫夫-格拉希门克彗星的探测器,抵达彗星周围后将释放一个登陆器,这是一次极为关键的彗星调查任务,可揭开太阳系起源的奥秘。在此之前,“罗塞塔”飞船已经在深空中飞行了31个月,为了庆祝“罗塞塔”飞船的苏醒,欧洲空间局的科学家试图向太阳系之外发送电波消息。
        欧洲空间局位于西班牙的深空观测站将担负起本次信息发送任务,这是一座直径达35米的射电天线,信息发送时间为2015年5月15日,这段时间主要进行信息的征集工作。欧洲空间局建立的深空网主要担任深空观测任务,同时也发送和收集关于“火星快车”、“金星快车”、“罗塞塔”飞船以及“盖亚”探测器的数据,尤其是“盖亚”探测器被认为可对银河系内十亿颗恒星进行深入调查。
        对于本次向太阳系外发射信号,科学家认为信号离开太阳系非常快,1秒钟后能抵达月球轨道附近,21分钟后可通过主带小行星,30分钟后抵达与“罗塞塔”飞船相当距离的空间,4小时后就能抵达海王星轨道之外,14个小时后穿过太阳风顶层,10个月后就可以穿过奥尔特云,1年后离开太阳系周围空间。
       4年后抵达距离太阳系最近的一颗恒星位置,200年后在虚无缥缈的猎户座旋臂附近游荡,如果顺利的话大约需要2万年才能抵达银河系边缘,1000万年之后离开本地星系群,7000万年后离开室女座超星系团。然而,信号是否能抵达银河系边缘还是个问题,因为其路途上可能被削弱。
统计表明银河系地外文明距离地球900光年
2012年12月06日 腾讯科学
         [导读]天文学家德雷克在1960年代提出智慧文明的数量公式,后续的科学家如劳迪奥·麦科恩改进方程后发现银河系中或存在4590个地外文明,寻找地外文明至少要将观测距离提升至900光年以上。
         腾讯科学(Everett/编译)据国外媒体报道,对于人类宇航史而言,1961年时特殊的一年,苏联宇航员尤里·加加林成为第一个进入地球轨道的人类,就在同一时期,美国的天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)也提出了一个著名的方程式,根据这个公式可以计算出宇宙中智慧文明的数量,同时也包括了在银河系之内可能与我们人类接触的其他智慧文明个数,假设我们现在通过射电望远镜对宇宙文明进行探索,那么依据以下公式就可以发现宇宙中存在庞大的智慧文明。
统计表明银河系地外文明距离地球900光年
德雷克方程提出了外星智慧生物存在的概率,认为银河系中不止存在人类文明
       著名的德雷克方程为:N = Ns×fp×ne×fl×fi×fc×fL,其中:
        N = 银河系中外星智慧文明的个数Ns =银河系中恒星的数量fp = 恒星系统中演化出岩质行星的可能性或者百分比数值ne = 在恒星系统周围可居住带上存在行星的平均水平fl = 行星上演化出生命的可能性或者百分比fi = 诞生宇宙生命的行星上出现高等智慧生物的可能性或者百分比fc = 已经进化至先进文明的高等智慧生物掌握星际通讯能力的可能性fL = 智慧生物可发射持续电磁信号的可能性(即文明延续的概率)
        深入了解德雷克“文明方程”的变量之后可发现其中没有一项是可以通过当前的科学技术以精确确定,更重要的是,其中每一个变量都可能会引发争议,而得出的结果则具有较大的随机性。但是,如果将该方程的曲线绘制出来,我们就会得到一条高斯或者钟形曲线,从中可以了解到寻找地外智慧文明的概率是多少。很明显德雷克的“文明方程”不能仅通过不确定的变量来得出结果,有人认为该方程实际上可从概率角度得出我们想要的结果,即宇宙中有多少地外文明存在?
       有研究认为其中的“fL”变量是德雷克方程中最重要的因素,它代表宇宙中智慧生物持续发射电磁信号的可能性,但我们并不知道一个文明需要多长时间的进化才能达到发射电磁信号的科技。假如只有一个外星文明存在,但是它们存在了数十亿年之久,或者几乎可以被认为是无限存在,那么这个变量趋于无穷时就使得N的数值几乎等于fL,自德雷克方程诞生以来,已经有其他科学家对方程进行了修改,比如2010年,意大利天文学家克劳迪奥·麦科恩(Claudio Maccone)在Acta Astronautica期刊上提出了统计德雷克方程,比经典的德雷克方程更加复杂、而且更有说服力。
      统计德雷克方程式基于中心限制理论,平均值和方差赋予了足够的随机变量,这些变量通常以高斯或者钟型曲线进行表达,通过这种方法,德雷克方程中七个因素都可能成为独立的随机变量,在克劳迪奥·麦科恩的论文中,他使用对统计德雷克方程进行了测试,结果发现该方程可能对是外星人猎手而言是个好消息。
       虽然该数值并不是他的最终目标,但麦科恩通过该方程估计银河系内大约有4590个地外文明,如果将相同的值代入到德雷克方程中,估算的地外文明数量只有3500个,因此,新的“文明方程”是以前估计的要多出近1000个。统计德雷克方程的另一个优点是纳入了标准偏差,可以显示平均水平上有多少变化存在,在这种情况下,标准偏差可引入加大的修正数量。换句话说,除了人类文明外,银河系中可能存在的先进科技文明数量区间为0到15785个。
        如果智慧文明所在的星系处于相等的距离上,那么可以推算出每个文明间的距离为28,845光年,这个距离使得文明的交流变得困难,即便是通过电磁波以光速传递。因此,即便是存在数量庞大的先进地外文明,星际通信仍然是他们面对的主要技术挑战。
        如果根据统计德雷克方程,地外文明之间的平均距离为2,670光年,而且在1,361至3,979光年之间发现外星人的概率为75%。而在500光年之内,这两个方程结果都预测无法存在任何先进技术的文明,而我们当前的射电技术只能在这个距离上寻找外星人信号,因此,我们不必为“伟大的沉默”而感到沮丧,只需要将探测距离提升至900光年以上,或许会有惊人的发现。
人类进行的主动SETI项目
2011年08月29日    腾讯科技
       到目前为止,人类进行的主动SETI的项目包括:
       一.1962年发送的“莫尔斯信息”(The Morse Message )
       二.1974年发送的“阿雷西博信息”(Arecibo Message)
       三.1999年发送的“宇宙电话1”(Cosmic Call 1)
       四.2001年发送的“青少年时代之信息”(Teen Age Message)
       五.2003年发送的“宇宙电话2”(Cosmic Call 2)
       六.2008年发送的“穿越宇宙”(Across the Universe)
       七.2008年发送的“地球音讯”(A Message From Earth)
       八.2009年发送的“地球的问候”(Hello From Earth)
       九.2009年发送的“二磷酸核酮糖羧化酶星球”(RuBisCo Stars)
“阿雷西博信息”(Arecibo Message)
人类进行的主动SETI项目
阿雷西博信息(Arecibo Message)
      “阿雷西博信息”是1974年11月16日通过阿雷西博射电望远镜向球状星团M13发送的无线电信息。其包含的主要内容有:
       1 从1到10的自然数。
       2 组成DNA的元素氢、碳、氮、氧和磷的原子数。
       3 五碳糖和碱基对构成DNA中核苷酸的方式。
       4 DNA中核苷酸的数量和DNA双螺旋结构图解。
       5 人类形象的图解、人类平均高度以及地球的人口。
       6.太阳系图像。
       7.阿雷西博射电望远镜及其碟状天线大小图解。
“地球的问候”(Hello From Earth)
人类进行的主动SETI项目
        “地球的问候” 是通过NASA的深空探测站口径70米的射电望远镜于2009年8月28日发送的信息。发送的信息对准的是一颗邻近的红矮星Gliese 581,该红矮星拥有行星系统。
       “二磷酸核酮糖羧化酶星球”(RuBisCo Stars)是2009年11月7日通过阿雷西博射电望远镜向星际发送的无线电信息。该信息包含编码“二磷酸核酮糖羧化酶“蛋白质的遗传密码。“二磷酸核酮糖羧化酶”是催化植物进行光合作用的一种酶。
        这些项目瞄准的目标是距离地球20到69光年之间的星球。阿雷西博(Arecibo)信号是个例外,它的目标是距离地球24000光年的M13球状星团。第一个到达目的地的信号将是2008年发送的“A Message From Earth”,这个信号将在2029年到达天平座的Gliese 581恒星系统。
人类进行地外文明探测主要项目
2011年08月22日      博闻网、Wikipedia english
      
有几个SETI项目从1960年就开始了。其中的一些主要项目包括:
        一、奥兹玛(Ozma)项目:第一个SETI搜索项目,由天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)于1960年发起 
        二、俄亥俄州“大耳朵”SETI(Ohio State Big Ear SETI)项目:于1973年启动,并于1977年探测到一段简短的不明信号(称为WOW! 信号)。1997年,该项目为了给一座高尔夫球场让路而关闭。
         三、SERENDIP项目:由加利福尼亚大学伯克利分校于1979年启动。
         四、美国航空航天局高解析度微波探测(HRMS)项目:1982年由美国航空航天局启动,1993年因美国国会不再向其提供资金而中止。
         五、百万频道地外检测(META)项目:由哈佛大学于1985年启动,用来对840万个0.5-Hz频道进行搜索。
         六、哥伦布光学SETI (COSETI)项目:于1990年启动,它是第一个搜索地外激光信号的光学SETI项目。
         七、十亿频道级地外检测(BETA)项目:由哈佛大学于1995年启动,用来对数十亿个频道进行搜索。 
         八、菲尼克斯(Phoenix)项目:于1995年启动,它是地外文明搜索研究所对美国航空航天局在SETI领域的研究的延续。
         九、阿尔戈斯(Argus)项目:于1996年启动,它是地外文明搜索联盟的全天空探测项目。 
         十、南半球SERENDIP项目:于1998年在澳大利亚启动,这个搭载项目旨在对南半球的天空进行搜索。
         十一、SETI@Home 这个屏幕保护程序发布于1999年,它使用家用计算机分析SETI数据。
Wow“外星人信号”

人类进行地外文明探测主要项目

 

著名的wow信号(wow signal)
       Wow信号是1977年8月15日由Ehman博士探测到的一个非常强的窄频带无线信号(narrowband radio signal),当时他在俄亥俄州立大学的“大耳朵”射电望远镜参加一个搜寻地外智慧生命的项目。这个信号被认为是非太阳系内来源的潜在标志信号。该信号持续了整整72秒钟,但是从此之后再也没被探测到。当时这个信号曾经引起了媒体的极大关注。
        由于这个信号与期望观测到的星际信号的特征惊人的接近,Ehman博士用红笔在打印纸上把这个信号给圈了起来,并在信号边上留了注释“Wow”,从此这个注释便成了该信号的名字。
腾讯科技科技 > 科学频道 > 科学新闻

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