说起著名的外星人搜索SETI计划,有两个绕不过去的坎,一个是法兰克·德雷克,另一个则是阿雷西博射电望远镜!地外文明爱好者也必定知道一个事情,就是德雷克主持下,阿雷西博射电望远镜以最大功率的猝发模式,向M13球状星团发射了一个人类文明信号,40多年过去了,信号还在宇宙中以每秒30万千米的速度狂奔,但信号的缔造者阿雷西博望远镜已经“垂垂老矣”!
德雷克与阿雷西博射电望远镜
奥兹玛计划开启了人类从射电波段搜索外星人的事业,德雷克在1960年代用西弗吉尼亚州绿岸的美国国家无线电天文台的射电望远镜,用绿野仙踪里的奥兹国命名了这个计划!此后德雷克在1961年召开了地外文明计划的会议,他向与会者提出了著名的德雷克方程,以数学的方式评估了宇宙中未来可能与地球接触的文明数量!
德雷克是在1960年代开始主持扩建阿雷西博天文台的,1974年完成后,德雷克利用阿雷西博射电望远镜向2.5万光外的M13球状星团发射了一个著名的阿雷西博信号,为什么要选用阿雷西博射电望远镜?因为它是当时以及未来半个多世纪以内口径最大的射电望远镜!
阿雷西博射电望远镜位于波多黎各阿雷西沃,利用一个天然的凹形地形建立的球面射电望远镜,有效口径305米,从1963年建成开始到2016年7月,一直都是NO.1,与其它射电望远镜只能接收信号不一样,阿雷西博还能发射信号,它有4个雷达发射机:
2380MHz具有20TW(连续)有效各项异性辐射功率
430MHz是2.5TW(脉冲峰值)
47MHz是300MW
8MHz是6MW
所以德雷克看中了它巨大的口径和超大的发射功率,因此他在庆祝阿雷西博望远镜扩建成功时,向M13球状星团发射了这个信号,选择球状星团是因为它的恒星密度比较高,更有可能存在地外文明!
阿雷西博信号
阿雷西博信号是一个由1,679个二进制数字组成的信号,信息的排布很简单,根据这个点阵式特征,接收到的外星人有多种排列方式,但只有一种是完全正确的!
阿雷西博信息
上图是准确解读后的阿雷西博信息,看起来犹如俄罗斯方块,但它的编码方式极其巧妙,以最少的二进制量融入了最多的信息,其中包含了:数字、DNA元素、核苷酸、双螺旋、人类数据、太阳系、发射信号的望远镜和口径以及发射信号的波长等!但这是正确解读的方式,但阿雷西博信息除了正确的解读外还有其它多种解读方式:
上面8个为外星人可解读的格式,下面8个则无法解读
阿雷西博信息不含颜色,加上色彩是为了更容易区分,第一种是完全正确的方式,因为1679这个数字只能由两个质数相乘,因此只能把信息拆成73条横列及23条直行,相信能接收到这个信息的外星文明必定可以尝试这么多种解读方式,当然也相信他们能找到正确编码!
这是关于太阳系的描述
黄色部分代表太阳系各个星球,最左边最大的图案表示太阳,然后是九大行星(当时冥王星也是行星),其中第三位的地球被升高了一格,代表该信息是从地球发出,同时靠近人类形态图案表示人类生存于地球上。
外星文明要用这个信息找到地球还是有点困难的,因为与后来的先驱者和旅行者携带的用脉冲星定位方式(银河系内按图索骥即可)不一样,这里仅仅只有楼道与门牌信息,而大楼特征却仅仅只有太阳和九大行星,比如说在北京那么大的城市里只告诉你大楼多高多宽,如果不是特别明显的特征,你要找到这个地址,几乎就是不可能,而太阳正好就是一颗普通的红矮星而已!
旅行者携带的都金唱片背面放射状脉冲星地图
即使如此,这次METI(外星人搜索为SETI行为,向外星人发射信号为METI行为)行为仍然被科学界诟病,后来引发了一场超级讨论,制定了圣马力诺标度和国际公约来约束这样的行为,但比较好玩的是1999年和2003年以及2017年,又分别有几次大规模的METI行为,目标最近的一个信号将于2030年接收到人类的信号,2043年人类将接收到外星人的回音!
阿雷西博望远镜和它的渺茫的未来
应该说阿雷西博在射电天文界的地位是比较高的,自1963年正式开启观测以来,数千位科学家利用它观测了宇宙,其中最激动人心的成果是1974年泰勒和赫尔斯发现第一个射电脉冲双星系统PSR191316,根据广义相对论,这两颗脉冲星的公转周期会因为相互的引力而变化,因此阿雷西博在上千次的观测后证明了爱因斯坦预言是对的,泰勒和赫尔斯一起荣获1993年诺贝尔物理学奖。
1991年,天文学家沃斯赞和弗雷尔用这个望远镜发现毫秒脉冲星PSR125712的行星系统,又一次轰动科学界。这是天文学家首次发现的太阳系外的行星系统!
除了阿雷西博在天文界的知名度以外,它在影视界同样是一颗耀眼的新星,科幻片不可超越的圣杯卡尔·萨根的小说改编的《超时空接触》主要取景地就是阿雷西博望远镜,当看到朱迪·福斯特主演的女主埃莉诺坐在电脑前监听信号那专注的表情和深邃的目光,全世界科幻迷们早已被她所收服!
还有一部007的《黄金眼》最后高潮戏份全都在阿雷西博望远镜的大锅面上,当最后阿雷西博望远镜悬挂在球面正中的接收室从高空砸下来时,可能就预示了它未来的结果!
《007:黄金眼》种设定阿雷西博在水底
阿雷西博望远镜:前途渺茫!
阿雷西博自建成后到2011年为止一直由美国康奈尔大学负责管理和运行,此后由中佛罗里达大学、杨企业和波多黎各城市大学根据与美国国家科学基金会的合作协议管理和营运,阿雷西博天文台每年运行费用大约为1200万美元,主要由美国国家科学基金会(NSF , National Science Foundation)负责支出!但在2016年5月23日,NSF发表了声明稿,称这座天文台可能对环境造成了巨大的影响,似乎正为拆除做好舆论准备!
2016年时候FAST的宣传资料
此时正值中国建造的全球单一口径最大的FAST即将建成之时,前世界第一大射电望远镜却讨论要如何拆除,这实在令人唏嘘不已,因为从2001年被列入IEEE里程碑列表中(美国电气和电子工程师协会(IEEE)认定在电机工程领域上重要的发明与贡献),在2008年阿雷西博射电望远镜则被列入美国的国家史迹名录,阿雷西博已经成为了美国探索敬神的一个象征!
但随着国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原上的甚大阵列和阿塔卡马毫米波以及多个射电望远镜阵列的投入使用,阿雷西博正日益成为一块鸡肋,每年高昂的维护费用以及日益老旧的基础设施,正在吞噬阿雷西博捉襟见肘的经费!
屋漏偏逢连夜雨,2017年9月21日,飓风玛莉亚带来的强风导致430MHz线路馈送断裂并掉到主镜盘上,损坏了38,000块铝板中的约30块,不过此次对阿雷西博是实际影响还是比较有限,因为射电望远镜主要依靠圆顶中的馈送和接收器传送,而不使用430MHz的馈线传送!
阿雷西博的命运峰回路转
以环境威胁为理由拆除阿雷西博射电望远镜,节省下每年高昂的维护费用,美国国家科学基金会打的算盘就是如此,尽管当时还没有正式决定,但着实把还在运行的天文天工作人员给吓着了!阿雷西博的未来一片黑暗?
2016年12月29日,阿雷西博和美国绿岸射电望远镜在宇宙中同一位置检测到6次快速射电暴(FRBs),而该位置此前就已报告过11次射电能量爆发!这是一个契机,这表明了阿雷西博仍然有存在的价值!在2017年因飓风受损后,阿雷西博收到了一笔200万美元的捐款,用于紧急维修!2018年4月份,NSF签署了一项新协议,保证了阿雷西博天文台继续开放,至少暂时来说不用关门大吉了!
阿雷西博天文台未来展开的工作计划
阿雷西博天文台正在招聘的职位
看起来阿雷西博似乎暂时已经度过了关闭危机,而它305米的大口径也仅次于中国贵州的500米FAST,直接拆除实在太可惜了,我们支持它继续为天文界做出贡献!