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建造一个强大激光器,让2万光年内的任何宇宙文明知道人类的存在

发布时间:2019-04-07 17:06:00  作者:宇宙探索  来源:宇宙探索  阅读:68

    建造一个强大激光器,让2万光年内的任何宇宙文明知道人类的存在
      一束强大的激光正是宣布我们作为银河系旋臂上的一个技术物种的存在。但是让任何神秘的银河邻居知道我们在这里是个好主意吗?
      麻省理工学院(MIT)的两位科学家发表了一篇论文,概述了如何制造出一种强大的激光,将我们的存在与银河系附近的任何其他科技文明联系起来。这篇论文的作者之一、麻省理工学院航空航天系的研究生詹姆斯·R·克拉克(James R. Clark)说,这种激光器可以用我们力所能及的技术制造出来。克拉克强调,这份文件是一份“可行性研究”,而不是一个可行的计划。
      詹姆斯·R·克拉克说:“我想看看我能不能用我们今天建造的那种望远镜和激光,用它们做一个可探测的信标。”
      激光器的功率必须在1百万瓦特到2百万瓦特之间。这是相当强大的,但不是世界上最强大的激光器。日本在2015年发射了一台2拍瓦(2千万亿瓦)的激光器,但只发射只持续了1万亿分之一秒。世界各地的其他研究人员正在研究更强大的激光器。克拉克指的是美国空军的机载激光项目,该项目旨在击落弹道导弹。这是在克拉克的系统所需要的相同的功率范围内,并且被成功测试,所以这个想法并不牵强。
    建造一个强大激光器,让2万光年内的任何宇宙文明知道人类的存在
      美国空军在波音747炮塔内的机载激光反导系统
      但是这个可行性研究不仅仅是关于激光的。它也涉及到望远镜。强大的激光将通过直径约30至45米的望远镜发射。在那个范围内有正在建造的望远镜。三十米望远镜(TMT)和欧洲极大望远镜(EELT),后者有一个39.3米的主镜。所以望远镜技术并非牵强附会。
      通过足够大的望远镜瞄准的强大激光器可以完成这项工作。图片展示了欧洲极大望远镜(EELT)的圆顶,它位于智利的塞罗阿尔玛兹山脉的顶部。
    建造一个强大激光器,让2万光年内的任何宇宙文明知道人类的存在
      激光必须非常强大,因为对于任何一个遥远的外星天文学家来说,恒星的光会淹没一个功率较低的激光。激光将调谐到红外范围,它将远离恒星的自然辐射的红外变化。如果外星人观察得足够近的话,在大约2万光年内,他们就能看到这个信号。
      如果我们附近的外星天文学家只是粗略地进行一次调查,他们就会看到信标。著名的Trappist-1号恒星距离地球只有40光年,它拥有7颗系外行星,其中一些位于宜居区。离我们最近的恒星邻居,半人马座比邻星,距离我们只有4光年,而且它有一颗行星可能就在宜居带中。
      信标可以作为一个通信系统,通过发送类似摩斯密码的脉冲。如果我们成功地开始交流,我们可以大约每秒几百比特的数据速率发送一条信息,这在短短几年内就能实现。
      克拉克分析了需要什么样的激光功率和望远镜尺寸组合才能制造出能从太阳耀眼的强光中脱颖而出的信标。他的结论是,通过三十米望远镜指向的2百万瓦特激光可以产生足够强的信号,到达半人马座比邻星B。如果通过45米望远镜定向,那么只有1百万瓦特功率的激光在Trappist-1系统中对外星天文学家来说是可见的。
    建造一个强大激光器,让2万光年内的任何宇宙文明知道人类的存在
      TRAPPIST-1系统中某个行星表面的视图。使用当前技术的强大激光器可以发送足够强大的信号,以供任何外星天文学家在这里探测到。
      但现在考虑这个激光器的具体目标还为时尚早,乍一看,整个想法可能是有问题的。与其说它是一个计划,不如说它是一个思想实验。这个想法是为了研究激光和望远镜的组合所必需的,并看看它们将如何发挥作用。克拉克说:“我想看看我能不能用我们现在制造的望远镜和激光,用它们做一个可探测的信标。”
      如果像这样的系统建成,它将被放置在山顶上,就像我们最好的天文台一样。这将限制大气干扰。这是有道理的,但在整个想法中也有危险的因素。
      一台2百万瓦特的激光器可不是闹着玩的。在眼科手术中,一个典型的激光只有40瓦。这个星际信标系统中强大激光将非常有破坏性。由于它将处于红外线状态,我们无法看到它,但它仍然可能会损坏眼球。它对直接从头顶飞过的任何航天器或卫星构成了更现实的危险。光束也有可能扰乱任何地球导向的相机系统。
      但是,这两个问题可能都可以规划和处理。可能是在月球上建造这样的设备?
    建造一个强大激光器,让2万光年内的任何宇宙文明知道人类的存在
      也许月球是建造我们强大的激光器的最佳地点,那里没有太多的事情发生
      如果想在月球的另一边建造这个东西,那对它来说可能是一个更安全的地方。但一般来说,这是一项可行性研究。这是否是一个好主意,这是未来工作的讨论话题。
      克拉克建立了建造这种强大的激光器所需的技术种类之后,他从另一个角度观察了它。需要什么样的技术才能看到它?要探测到它,任何外星观察人员都需要有多先进?他们朝我们的方向看的可能性有多大?
      克拉克的结论是,一台只有1米的主望远镜就能探测到信号,但是,它必须直接指向源头。他说这不太可能。克拉克说:“除非我们将观测范围限制在最近的恒星上,否则望远镜观测实际上不可能观测到外星的激光。”
      根据克拉克的说法,这整个想法与我们围绕系外行星的其他科学目标相联系。他希望这项研究将鼓励红外成像技术的发展,不仅可以探测到可能由外星天文学家产生的任何激光信标,还可以识别遥远行星大气中可能有生命迹象的气体。我们已经在构建在系外行星大气中寻找生物标记的技术,所以当我们在这方面做得更好的时候,也许我们会幸运地看到其他生命的红外信标。
      克拉克说:“根据目前的调查方法和仪器,假设外星人存在并正在制造了这些仪器,我们不太可能真的足够幸运地拍摄到信标。然而,随着对系外行星红外光谱的研究,寻找表明生命存在能力的气体的痕迹,并且随着全天观测获得更大的覆盖范围和更快的速度,我们可以更加肯定,如果在外形生命正在联系我们,我们就会探测到它。”
      但请稍等,即使我们可以建立这个激光器,我们真的应该这样做吗?任何读过科幻小说的人都会很谨慎。
    建造一个强大激光器,让2万光年内的任何宇宙文明知道人类的存在
      斯蒂芬·霍金警告我们不要向外星人宣传我们的存在,无论是使用强大的激光还是任何其他技术
      如果我们造出这么大的光,会不会有吸引某种可怕的蛾类的危险?我们是否需要建造另一台更强大的“驱虫”激光来对付它们呢?人类会被卷入某种银河军备竞赛吗?
      斯蒂芬·霍金警告我们不要急于宣传我们的存在。假设另一个世界上的生命是自然选择进化的结果,我们也可以假设任何优势物种都具有明显的攻击性特征,就像人类一样。否则,他们将如何进入技术阶段?
      这是否是一个好主意,需要在未来工作中继续讨论。

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