“天眼”正式对外开放,人类寻找地外生命,到底有多难?

意大利的天文学家伽利略是第一个把望远镜指向星空的人,他观测了银河系,并发现银河系是由类似于太阳的恒星构成,那也是人类第一次真正意义的了解银河系。毕竟我们观测其它星系和观测银河系不同,因为我们是从内部来观测。

随着人类世界观的不断提升,地球已经不是我们的思维极限,我们知道太阳系很大至少2光年直径,银河系更大至少20万光年直径,在宇宙星空的某个角落里可能就存在其他生命,等待着我们去发掘。

发现外星文明可以利用很多种方式,而通过射电望远镜接收可疑信号,是目前天文学家主要依赖的途径。自2021年3月31日零点起,被誉为“天眼”的500米口径球面射电望远镜FAST正式向全世界开放,所有科学家都可以提出观测申请,新的时代终于来临。

新“天眼”取代老“天眼”

人类通过望远镜进行深空探测是一种比较成熟的方式,最被大家所熟知的是光学望远镜,可以接收可见光信号,例如上个世纪发射的哈勃太空望远镜,为了减少大气层对光学信号的干扰,因此被发射至环地球轨道上。

另外一种就是射电望远镜,是天文学家非常依赖的太空探索设备,上个世纪60年代天文学上有四大发现:脉冲星、类星体、宇宙背景微波辐射以及星际有机分子,它们都与射电望远镜的发展出现有关。有一种很好的比喻,光学望远镜就像是人类的眼睛,而射电望远镜更像是人类的耳朵,帮助我们进行更好的深空探测。

要想接收更加遥远的信号,射电望远镜的口径必须足够大,阿雷西博射电望远镜曾经是世界上第一大的单面口径射电望远镜,直径达到了305米。在它建成之后曾以二进制数字形式向距离我们2.5万光年的球状星团M13发射了信号,期望可以被地外智慧生命所接收。

信号内容包括了人类的外形、DNA遗传分子的结构、太阳系的结构以及阿雷西博望远镜的口径波长等等。下图中间图形结构就是阿雷西博发射的信号,而左边的是1973年先驱者11号携带的信息,右边的是1977年旅行者1号携带的金属唱片,都包含了人类文明的信息,我们希望寻找地外生命。

阿雷西博望远镜也被称为天眼,只不过在2020年12月轰然倒塌,目前世界上只剩下了中国独有的一个天眼,500米口径球面射电望远镜。

1994年我国天文学家南仁东提出构想,历时22年,在2016年正式建成,是我国安全自主的知识产权的射电望远镜。2020年1月11日正式通过验收,截止到现在,天眼已经发现了超过300颗的脉冲星,这是一种特殊的中子星,周期性的发射出射电信号,未来人类如果可以进行星际航行,那么脉冲星可以成为很好的定位天体,它们就像是宇宙中的灯塔。

“天眼”到底有什么用?

这是很多人比较好奇的问题,当然它不仅仅是为了观测发现脉冲星,它对于太空探测有很大的作用。首先天眼可以帮助科学家更好的观测宇宙星空中的中性氢,重建宇宙早期图像;其次是发现足够多的脉冲星,建立脉冲星自主导航系统以及用于引力波观测;第三点是获得宇宙的超精细结构;第四点是参与地外文明的探索工作。

2020年9月我国的“天眼”已经正式开启了地外生命探测任务,期望可以接收更多的天外信号。宇宙中有一种神秘的天体爆发现象,被称之为快速射电暴,此前一直被很多吃瓜群众认为是地外生命的信号,但是随着天眼的加入探测,快速射电暴的形成机制越来越完善,大概率是一些极端天体的碰撞事件,例如中子星等。

寻找地外生命,到底有多难?

宇宙很大,目前已知可观测宇宙直径大约是930亿光年,以银河系为例子,包含了大约2000亿颗的恒星。太阳作为一颗普通的恒星,其周围有八颗行星,地球上诞生了生命。目前来看恒星周围普遍存在行星,如果条件满足可能会诞生生命。但是距离太阳系最近的恒星比邻星,要在4.22光年之外,这个距离对于目前的人类文明来说非常遥远。

目前人类文明的科技水平尚低,寻找地外生命非常困难,实地寻找只限于太阳系内。有一种观点认为在一些天体的冰层之下存在液态海洋,在这些海洋中可能存在生命。例如非常典型的木星卫星木卫二欧罗巴,科学家认为在木卫二的液态海洋里或许存在生命。

但这些天体上存在智慧生命的可能性几乎为零,人类要想寻找智慧文明必须要到更加遥远的地方,但受限于科技能力,我们只能被动去接收那些来自深空的射电信号,我国的天眼就具备这样的功能。分析那些来自深空中的信号,也许某些就是地外生命发出来的。

“天眼”正式对外开放,接收各国申请

我国本着开放天空的原则,在2021年3月31日零时开始,正式开始接收来自全世界各国科学家的观测申请,单个项目申请观测时间不超过100个小时,具体的申请结果会在7月20日公布、观测时间在8月份开始,今年预计分配给国外科学家的观测时间不超过450个小时,大约占据了总观测时间的10%左右。

对于普通的吃瓜群众来说,用天眼搜寻地外文明是最吸引人的存在。也许在未来的某一天,通过天眼我们真的能寻找到地外文明,结果如何我们不得而知,也许会像霍金所担忧的那样,毕竟一个文明的善与恶我们无法去判断,但毕竟这也是一个机遇,伴随着危机也属于可接收的范围。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。