版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們

有兩位天文學(xué)家，

他們把地球關(guān)鍵信息“泄露”，

制作了某種“四維銀河系定位系統(tǒng)”，

從此以后外星人可以按圖索驥。

如果宇宙是座巨型城市，

地球是城市中一個很小的房間——

那么，

我們把地球的門牌號寫在小紙片上，

扔到宇宙這座城市中，

會有外人找上門來嗎？

攝影：ROBERT SIMMON, NASA EARTH OBSERVATORY; REBECCA HALE, NGM STAF

所言非虛——

早在近半個世紀(jì)前，

天文學(xué)家就設(shè)計(jì)了一張地圖：

它能夠在銀河系任何地方指向地球，

且任何有能力攔截宇宙飛船的科技文明，

都足以破譯這張地圖。

那么外星人會找上門來嗎？

攝影：COURTESY FRANK DRAKE

1972年和1973年，在兩位天文學(xué)家的決定下，地圖被刻在“金唱片”上，先后搭乘“先驅(qū)者10號”和“先驅(qū)者11號”出發(fā)，與土星擦身而過，現(xiàn)在正飛向其他星球；隨后在1977年，兩艘“旅行者號”太空探測器也搭載著指引地球方位的地圖進(jìn)入了太空。

“先驅(qū)者10號”，攜帶著來自人類的信息飛往星際空間。這條信息被蝕刻在一塊15×23厘米的鍍金鋁板上，用以告知發(fā)現(xiàn)它的智慧生物如何找到我們。

攝影：ALAMY STOCK PHOTO

這兩位天文學(xué)家是誰？

又為什么“背叛“了人類？

其實(shí)讓當(dāng)時的天文學(xué)家們繪制一張宇宙坐標(biāo)地圖，以指向銀河系數(shù)十億顆星球中的特定一顆絕非易事。因?yàn)樵阢y河系中并沒有明顯標(biāo)識，找到地球前要找到太陽系，而太陽相當(dāng)不起眼，根本無法把它從銀河系其他數(shù)千億顆恒星中分辨出來。

圖源：ZTF/D. GOLDSTEIN AND R. HURT (CALTECH)

數(shù)千億恒星中的每一顆都沿著自己的軌道環(huán)繞銀河系中心運(yùn)行，與其鄰近星球的相對位置在緩慢地變化著。恒星的這種相對位移意味著在不久的將來，遍布地球天空中的星座將不再是原來的樣子了。

古埃及、古巴比倫、古代中國，

當(dāng)時所有天文觀測者都知道，

北極星指向北方。

實(shí)際上，

大約兩千年后，

北極星將不再代表北方。

但即使這樣，也沒能阻止天文學(xué)家卡爾·薩根（Carl Edward Sagan）和弗蘭克·德雷克（Fank Drake）的繪圖大計(jì)。

這張照片拍攝于1972年，卡爾·薩根（左， 抱著兒子尼克）、琳達(dá)·薩爾茲曼·薩根和弗蘭克·德雷克設(shè)計(jì)了“先驅(qū)者10號”和“先驅(qū)者11 號” 要送往星際空間的“金唱片”。

攝影：COURTESY FRANK DRAKE

雖然正常恒星的中心有核物質(zhì)在運(yùn)轉(zhuǎn)，但它們可能沒有明顯的特征，弗蘭克發(fā)現(xiàn)脈沖星——恒星的“尸體”——有可能是唯一可被識別的。

脈沖星于1967年被發(fā)現(xiàn)，是恒星坍縮后仍在旋轉(zhuǎn)的核。它們的轉(zhuǎn)速極快，往往每秒鐘能旋轉(zhuǎn)數(shù)百周，而這種旋轉(zhuǎn)的恒星殘骸每顆都在太空中留下獨(dú)一無二的印跡——因此，脈沖星被稱為“宇宙的燈塔”

蟹狀星云的合成圖。蟹狀星云就是一個超新星的殘骸，而它的核心就是脈沖星。

X-ray: NASA/CXC/ASU/J.Hester et al.; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz

弗蘭克挑選出14顆能夠?qū)Φ厍虻奈恢眠M(jìn)行三角測量的脈沖星，并將它們的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換成編碼，記錄在地圖上，大致形成了一個漂亮的“星號”，影線呈放射狀在太陽系的位置相交。

而地圖是怎樣給外星人指示方位的呢？——據(jù)推測，任何能夠敏銳探測并捕獲安靜飛行的星際飛船，其文明水平都應(yīng)該知道脈沖星；了解脈沖星，也就能夠讀懂這張能從銀河系任何角落指引你去地球的——脈沖星地圖。

脈沖星地圖——弗蘭克·德雷克設(shè)計(jì)的原始地圖使用14顆脈沖星充當(dāng)導(dǎo)引，指向地球。

攝影：COURTESY FRANK DRAKE

每條影線都將地球與一顆脈沖星連接起來。影線標(biāo)記表示的是脈沖星自轉(zhuǎn)速率的二進(jìn)制數(shù)字，影線的長度大致與距離成比例。

通過將地圖上注明的脈沖星自轉(zhuǎn)周期與天空中的恒星路標(biāo)相匹配，外星人就能相對容易地找到通向地球的路。

此外，由于能見到的來自脈沖星的能量由其自轉(zhuǎn)產(chǎn)生，并且它們的自轉(zhuǎn)速度會隨著時間的推移減慢，所以地圖在第四維度也指向地球。通過計(jì)算觀測到的和編碼后的自轉(zhuǎn)周期之間的差異——這種差異在幾千年后會變得很明顯——而外星人就能知道這張地圖繪制于多久以前。

設(shè)計(jì)地圖的方式使它無論在空間上還是時間上都指向地球，成為一個四維銀河系定位系統(tǒng)。

外星人地圖升級版出現(xiàn)

銀河系定位系統(tǒng)——通過識別這些特定的脈沖星及其自轉(zhuǎn)發(fā)生了多少改變，就能找到太陽的位置——而地球就在附近。

近半個世紀(jì)后，

脈沖星專家斯科特·蘭塞姆設(shè)計(jì)出新地圖，

以一種不同尋常的方式，

利用銀河系內(nèi)外的脈沖星向地球?qū)Ш健?/span>

我們的太陽與銀河系中許多恒星類似。為了幫助外星人找到它，這張新地圖提供了兩種比例尺參照物，一個近的和一個遠(yuǎn)的。

新地圖選用的是毫秒脈沖星，其自轉(zhuǎn)速度更快、存在的時間更長，運(yùn)行軌道上還有其他死去的伙伴。這些脈沖雙星提供了另一套識別標(biāo)志：該系統(tǒng)的軌道周期幾十億年都不會改變。

而且關(guān)鍵在于，毫秒脈沖星的老化速度比原地圖上的普通脈沖星的慢得多，也就是說，它們要花費(fèi)先前那些脈沖星數(shù)千倍的時間，旋轉(zhuǎn)才會變得無法辨認(rèn)。

穩(wěn)定的路標(biāo)——如果一顆體積小、密度大的脈沖星與另一顆恒星結(jié)成一對，它就會吸收那顆恒星的物質(zhì)和能量，使已經(jīng)很高的自轉(zhuǎn)速度變得更快。脈沖星的轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘43000轉(zhuǎn)時，其輻射就會呈現(xiàn)出脈沖的形式，起到燈塔的作用。

此外，斯科特還引入了另外一套路標(biāo)：環(huán)繞銀河系運(yùn)行——球狀星團(tuán)中的脈沖星。球狀星團(tuán)是早于銀河系形成的古老星球團(tuán)，是名副其實(shí)的毫秒脈沖星“制造廠”。

把路標(biāo)加入銀河系外這些令人難以忽視的星團(tuán)后，哪怕銀河系中的恒星已經(jīng)環(huán)繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)了很多圈，位置變化了，星座也不復(fù)存在，但這些路標(biāo)仍舊能夠指向地球。

照片由GARTH ILLINGWORTH提供，UCSC/LO

不過別擔(dān)心！

即使外星人發(fā)現(xiàn)了先驅(qū)者10號，

他們也很難用這張地圖來入侵地球。

以宇宙的時間范疇而言，

這張?jiān)嫉貓D很快就會過時。

因?yàn)樗褂玫臉?biāo)志物——當(dāng)年僅有的幾顆已知脈沖星的自轉(zhuǎn)速度變慢，然后會在幾百萬年內(nèi)淡化、消失，誤差可達(dá)幾千萬年。

即使這些標(biāo)志物沒有消失，太陽和鄰近的其他恒星環(huán)繞銀河系旋轉(zhuǎn)一周需要2億- 2.5億年。在這個漫長的周期里，隨著銀河系的旋轉(zhuǎn)，太陽及其參照物——脈沖星的相對位置發(fā)生了改變，這張地圖標(biāo)注出來的地球位置，只在很短一段時間里，適用于相應(yīng)的宇宙，

1973年的先驅(qū)11號飛船。

圖源：美國航空航天局

況且，搭載它的“先驅(qū)者號”或“旅行者號”被截獲的希望越來越渺茫。雖然四艘探測器全部處在星際軌道上，但宇宙太大了，還要再過幾千年它們才會遇到下一個星系。此外，這些航天飛船都很小，如果它們在幾十年后徹底停止發(fā)送信號時，就更難被探測到了。

所以也不必?fù)?dān)心，

正如本文開頭并不精確的比喻——

如果宇宙是座巨型城市，

地球是城市中一個很小很小的房間——

那么，

我們把地球的門牌號

用極小的字號寫在極小的紙片上，

再搓成米粒大小的紙團(tuán)，

扔到宇宙這座大城市中，

那么會有外人找上門來嗎？

請放心，

沒人鳥你。

來源：國家地理中文網(wǎng)

歡迎掃碼入群！

深圳科普將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的活動和科普好物！